Linux驱动学习实战(6) 逐飞LS2K0300设备树修改

学弟和我说逐飞核心板的电机输出PWM引脚坏了，买新的要等到20号才能发货，问问我有没有办法从软件上修复。我想了一下，可以通过修改设备树的配置来达到相同的效果。

解读设备树

在逐飞开源库下载 LS2K0300 有关的开源资料，在虚拟机中输入以下命令。

git clone https://gitee.com/seekfree/LS2K0300_Library.git

打开其中的 linux 内核文件夹，打开目录 arch/loongarch/boot/dts/loongson，可以看到有许多设备树文件：

图 1 设备树文件

打开 seekfree_2k0300_coreboard.dts 文件，找到如下代码：

zf_pwm_motor_2{
    compatible = "seekfree,pwm";
    pwms = <&pwm1 0 1000000>;       // pwm1 通道0 周期(用户不需要关心)
    status = "okay";
    freq = <17000>;                 // 17KHZ 频率
    duty = <0>;                     // 默认 0% 的占空比
    duty_max = <10000>;             // duty最大值，不建议修改。
};

可以看出，电机2需要一个 PWM1 控制器的通道0 输出 pwm。接下来，我们在 loongson_2k0300.dtsi 找到 pwm1 控制器。

pwm1: pwm@1611b010 {
    compatible = "loongson,ls300-pwm";
    reg = <0 0x1611b010 0 0x10>;
    clock-frequency = <160000000>;
    interrupt-parent = <&icu>;
    interrupts = <16>;
    #pwm-cells = <2>;
    status = "disabled";
};

可以看出，他的寄存器在 0x1611b010，CPU 写这个地址就能控制 PWM 的输出。但此时信号还没有出去，因为还没有接到引脚上。于是，在 seekfree_2k0300_coreboard.dts 板级文件上，我们找到了 pwm1 控制器的出口：

&pwm1{
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pwm1_mux_m1>;
    clock-frequency = <160000000>;
    compatible = "loongson,ls300-pwm";
};

所以，当 pwm1 控制器启用时，默认使用 pwm1_mux_m1 引脚输出 PWM 信号。那 pwm1_mux_m1 又是什么？我们在 2k0300-pinctrl.dtsi 文件中可以找到如下代码:

pwm1_pin: pwm1-pin{
    pwm1_mux_m0: pwm1-mux-m0{
        loongson,pinmux = <&gpa4 1 1>;
        loongson,pinmux-funcsel = <PINCTL_FUNCTION1>;
    };
    pwm1_mux_m1: pwm1-mux-m1{           /* pwm1 have three multiplex methods */
        loongson,pinmux = <&gpa5 7 7>;
        loongson,pinmux-funcsel = <PINCTL_FUNCTION2>;
    };
    pwm1_mux_m2: pwm1-mux-m2{           /* pwm1 have three multiplex methods */
        loongson,pinmux = <&gpa6 7 7>;
        loongson,pinmux-funcsel = <PINCTL_FUNCTION2>;
    };
};

可以看出，pwm1_mux_m1 对应的引脚就是 <&gpa5 7 7>、第二功能复用，这个组又是什么意思呢？找到 gpa 有关的设备树代码：

pinctrl: pinctrl@0x16000490 {
    compatible = "loongson,ls2k300-pinctrl";
    reg = <0 0x16000490 0 0x10
            0 0x16104000 0 0x1000>;
    loongson,regs-offset = <0x4>;
    loongson,num-chips = <7>;
    #address-cells = <2>;
    #size-cells = <2>;

    gpa0: gpa0@0x16104000 {
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        #loongson,pinmux-cells = <2>;

        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
        interrupt-parent = <&icu>;
        interrupts = <53>;
    };

    gpa1: gpa1@0x16104000 {
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        #loongson,pinmux-cells = <2>;

        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
        interrupt-parent = <&icu>;
        interrupts = <54>;
    };

    gpa2: gpa2@0x16104000 {
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        #loongson,pinmux-cells = <2>;

        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
        interrupt-parent = <&icu>;
        interrupts = <55>;
    };

    gpa3: gpa3@0x16104000 {
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        #loongson,pinmux-cells = <2>;

        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
        interrupt-parent = <&icu>;
        interrupts = <56>;
    };

    gpa4: gpa4@0x16104000 {
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        #loongson,pinmux-cells = <2>;

        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
        interrupt-parent = <&icu>;
        interrupts = <57>;
    };

    gpa5: gpa5@0x16104000 {
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        #loongson,pinmux-cells = <2>;

        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
        interrupt-parent = <&icu>;
        interrupts = <58>;
    };

    gpa6: gpa6@0x16104000 {
        gpio-controller;
        #gpio-cells = <2>;
        #loongson,pinmux-cells = <2>;

        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
        interrupt-parent = <&icu>;
        interrupts = <59>;
    };
};

可以看到，设备树将 GPIO 分为 7 个 bank，而查阅龙芯数据手册后得知，这块芯片一共有 106 个 GPIO，106 / 7 约等于 15，所以可以得知一组有 16 个 GPIO，因此：

gpa0 : GPIO0  ~ GPIO15
gpa1 : GPIO16 ~ GPIO31
gpa2 : GPIO32 ~ GPIO47
gpa3 : GPIO48 ~ GPIO63
gpa4 : GPIO64 ~ GPIO79
gpa5 : GPIO80 ~ GPIO95
gpa6 : GPIO96 ~ GPIO111

验算一下，<&gpa5 7 7>,5*16 + 7 = 87，正好对应板子上的 P87，组中的第三位数据就表示写当前 GPIO 复用配置寄存器的第 [2x+1:2x]位。

图 2 复用寄存器

loongson,pinmux-funcsel = <PINCTL_FUNCTION2>;

这一句就表示使用当前 GPIO 的第二功能复用，查询数据手册，发现其第二功能正好是 pwm 输出。

图 3 GPIO 复用功能

总结一下，PWM 控制器只负责产生波形（channel0），而 pinctrl 把这个波形接到了 GPIO87。

修改设备树

很好，现在已经读懂了。根据学弟要求我们需要修改 PWM 输出到 P65 引脚，正好 pwm1_mux_m0 对应的就是 P65，因此，在 seekfree_2k0300_coreboard.dts 中，修改 pwm1_mux_m1 为 pwm1_mux_m0，就将输出引脚从<&gpa5 7 7> 改为了 <&gpa4 1 1>，即 P65。

&pwm1{
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pwm1_mux_m0>;
    clock-frequency = <160000000>;
    compatible = "loongson,ls300-pwm";
};

接下来一步非常重要，检查此 GPIO 口有没有被其他设备占用。可以看到&gpa4 1 已被占用，我们把这个设备改成 disbaled。

zf_gpio_hall_detection{
    // status = "okay";
    status = "disbaled";
    compatible = "seekfree,gpio_in";
    gpios = <&gpa4 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;    
};