mt7688 openwrt gpio dts设备树分析

1. 设备树分析

查看GPIO引脚使用情况：

root@OpenWrt:~# cat /sys/kernel/debug/gpio
gpiochip0: GPIOs 0-31, parent: platform/10000600.gpio, 10000600.gpio:
 gpio-6   (                    |reboot              ) in  hi

gpiochip1: GPIOs 32-63, parent: platform/10000600.gpio, 10000600.gpio:
 gpio-38  (                    |reset               ) in  hi
 gpio-41  (                    |forgotfun:green:wps    ) out hi
 gpio-42  (                    |forgotfun:green:wlan   ) out hi

gpiochip2: GPIOs 64-95, parent: platform/10000600.gpio, 10000600.gpio:
root@OpenWrt:~#

设备树位于"openwrt-19.07.2/target/linux/ramips/dts"目录下，开发板上对应的设备树文件内容如下：

gpio-leds {
    compatible = "gpio-leds";

    led_power: wps {
        label = "forgotfun:green:wps";
        gpios = <&gpio1 9 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };

    wlan {
        label = "forgotfun:green:wlan";
        gpios = <&gpio1 10 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };
};

可以看出设备树文件中 led_power: wps 对应开发板上的 gpio-41，wlan 对应开发板上的 gpio-42。

设备树文件中的 gpios = <&gpio1 9 GPIO_ACTIVE_LOW> 是该 gpio 口信息的属性值，格式为 <&gpio控制器节点名 具体gpio口的标识符>，其中，gpio 的标识符是由多个数字组成, 数字的个数由所用的 gpio 控制器节点里的 #gpio-cells 属性值指定的，该属性值可以在开发板所包含的设备树文件 mt7628an.dtsi 中找到。

"openwrt-19.07.2/target/linux/ramips/dts/mt7628an.dtsi"里关于gpio控制器的节点信息如下：

gpio-leds {
    compatible = "gpio-leds";

    led_power: wps {
        label = "forgotfun:green:wps";
        gpios = <&gpio1 9 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };

    wlan {
        label = "forgotfun:green:wlan";
        gpios = <&gpio1 10 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };
};gpio@600 {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;

    compatible = "mtk,mt7628-gpio", "mtk,mt7621-gpio";
    reg = <0x600 0x100>;

    interrupt-parent = <&intc>;
    interrupts = <6>;

    gpio0: bank@0 {
        reg = <0>;
        compatible = "mtk,mt7621-gpio-bank";
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>; 
    };

    gpio1: bank@1 {
        reg = <1>;
        compatible = "mtk,mt7621-gpio-bank";
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
    };

    gpio2: bank@2 {
        reg = <2>;
        compatible = "mtk,mt7621-gpio-bank";
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
    };
};

其中，#gpio-cells = <2>  表明每个 gpio 口的标识符由 2 个数字来识别。从下面的帮助文档可以得知，第 1 个数字表示引脚在所属 gpio controller  内的编号, 第 2 个数字是标志位（高电平或低电平）。

其中，高低电平定义在  "openwrt-19.07.2/build_dir/target-mipsel_24kc_musl/linux-ramips_mt76x8/linux-4.14.171/include/dt-bindings/gpio/gpio.h"中。

帮助文档：

    openwrt-19.07.2/build_dir/target-mipsel_24kc_musl/linux-ramips_mt76x8/linux-4.14.171/Documentation/devicetree/bindings/gpio/gpio.txt

文档中有如下内容：

    Every  GPIO controller node must contain both an empty “gpio-controller”  property, and a #gpio-cells integer property, which indicates the number  of cells in a gpio-specifier.

    Some system-on-chips (SoCs) use the  concept of GPIO banks. A GPIO bank is an instance of a hardware IP core  on a silicon die, usually exposed to the programmer as a coherent range  of I/O addresses. Usually each such bank is exposed in the device tree  as an individual gpio-controller node, reflecting the fact that the  hardware was synthesized by reusing the same IP block a few times over.

    Optionally,  a GPIO controller may have a “ngpios” property. This property indicates  the number of in-use slots of available slots for GPIOs. The typical  example is something like this: the hardware register is 32 bits wide,  but only 18 of the bits have a physical counterpart. The driver is  generally written so that all 32 bits can be used, but the IP block is  reused in a lot of designs, some using all 32 bits, some using 18 and  some using 12. In this case, setting “ngpios = <18>;” informs the  driver that only the first 18 GPIOs, at local offset 0 .. 17, are in  use.

结合 MT7688_Datasheet_v1_4.pdf 5.8.4 章节可以看出，MT7688 有 3 个 gpio 控制器，每个控制器的 ngpios 属性是 32：

引脚的编号和设备树中的标识符关系如下：

引脚编号 = 所属控制器基数 * ngpios + 在所属控制寄存器中对应的位数

以前面的设备树文件中的 gpio 标识符 <&gpio1 9 GPIO_ACTIVE_LOW> 来举例，对应的引脚为 1 * 32 + 9，即 gpio-41。

引脚的复用功能定义在   openwrt-19.07.2/build_dir/target-mipsel_24kc_musl/linux-ramips_mt76x8/linux-4.14.171/arch/mips/ralink/mt7620.c  文件中，例如：

static struct rt2880_pmx_func gpio_grp_mt7628[] = {
    FUNC("pcie", 3, 11, 1),
    FUNC("refclk", 2, 11, 1),
    FUNC("gpio", 1, 11, 1),
    FUNC("gpio", 0, 11, 1),    /* "gpio" 使用的 gpio 从 GPIO#11 开始，共 1 个引脚 */
};

数组 mt7628an_pinmux_data 中包含了所有的组。

如果想使用开发板上的 GPIO0 引脚，在 MT7688_Datasheet_v1_4.pdf 中可以看到 GPIO0 对应的引脚是 GPIO#11：

2. 如何使用GPIO

# 启用GPIO#11
echo "11" > /sys/class/gpio/export
# 设置GPIO为输出
echo "out" > /sys/class/gpio/gpio11/direction
# 输出高电平
echo "1" > /sys/class/gpio/gpio11/value
# 输出低电平
echo "0" > /sys/class/gpio/gpio11/value

如果想使用其他引脚，需要通过设备树文件修改端口复用功能。