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Pinctrl开发指南

1. 引脚命名规则​

Rockchip Pin的ID按照 控制器(bank)+端口(port)+索引序号(pin) 组成。

1.1 GPIO（通⽤输⼊输出）​

  • 控制器和GPIO控制器数量⼀致
  • 端口固定 A、B、C和D
  • 索引序号固定 0、1、2、3、4、5、6、7

举例RK3588，从RK3588-TRM.pdf的Chapter 20 GPIO章节看到

There are five GPIOs (GPIO0 in PD_PMU,GPIO1/GPIO2/GPIO3/GPIO4 in PD_BUS)

有5个GPIO控制器，每个控制器可以控制32个IO，作为GPIO功能时，端口⾏为由GPIO控制器寄存器配 置。

1.2 IOMUX（输⼊输出复⽤）​

Rockchip Pin可以复⽤成多种功能，同⼀个控制器如果存在多种复⽤引脚，⼀般叫做m0、m1、m2等等，如I2C控制器有两组复⽤引脚，分别是2cm0、i2cm1。

引脚复⽤配置的寄存器是在GRF/PMUGRF（RK3588叫做IOC）。

举例RK3588 BUS_IOC_GPIO1B_IOMUX_SEL_H Address: Operational Base + offset(0x002C)

gpio1b7_sel 4'h0: GPIO 4'h2: MIPI_CAMERA2_CLK_M0 4'h3: SPDIF1_TX_M0 4'h4: PCIE30X2_PERSTN_M3 4'h5: HDMI_RX_CEC_M2 4'h6: SATA2_ACT_LED_M1 4'h9: I2C5_SDA_M3 4'ha: UART1_RX_M1 4'hb: PWM13_M2

如下是RK3588 I2C5的IOMUX：

1

多通路复⽤⽀持硬件设计更为灵活，当外设⼯作电压是1.8V或3.3V，可以选择不同电压域VCCIO的引脚。

注意：多通路复⽤的寄存器配置，对TX类的引脚没有⽤，对RX类的引脚起作⽤。

1.3 PULL（端口上下拉）​

Rockchip IO PAD的bias⼀般⽀持3种模式

  • bias-disable
  • bias-pull-up
  • bias-pull-down

上下拉配置是作⽤于IO PAD，配置对GPIO/IOMUX都起作⽤。

1.4 DRIVE-STRENGTH（端口驱动强度）​

Rockchip IO PAD的驱动强度，根据不同⼯艺，⽀持不同强度配置；RK3399之前的芯⽚，驱动强度配置按mA为单位配置，RK1808之后芯⽚，⼀般按照Level为单位，档位的数值即为寄存器配置值。

举例RK3588 TRM中GPIO0_C7的驱动强度等级如下：

gpio0c7_ds GPIO0C7 DS control Driver Strength Selection 3'b000: 100ohm 3'b100: 66ohm 3'b010: 50ohm 3'b110: 40ohm 3'b001: 33ohm 3'b101: 25ohm

软件驱动依然按照Level来处理，即上述寄存器描述对应：

3'b000: Level0 3'b100: Level4 3'b010: Level2 3'b110: Level6 3'b001:Level1 3'b101: Level5

DTS中 drive-strength=<5>; 表⽰配置为Level5，即寄存器写 3'b101

1.5 SMT（端口斯密特触发器）​

Rockchip IO PAD⼤多数芯⽚⽀持SMT功能，默认不使能；使能SMT可以消除边沿抖动，加⼤VIH VIL的 电压区间，增强IO的信号稳定性。⼀般I2C的SCL/SDA会默认使能SMT功能。

2. 驱动介绍

Rockchip pinctrl驱动包括Pinctrl驱动（drivers/pinctrl/pinctrl-rockchip.c） 和 GPIO驱动 （drivers/gpio/gpio-rockchip.c）。

Pinctrl驱动是主要驱动，提供IO的⽅法集，包括PINMUX、PINCONF 和 GPIO。

GPIO驱动是完成 gpiochip 的功能，包括 GPIO 和 IRQ。

2.1 pinctrl-rockchip​

//TO-DO

2.2 gpio-rockchip​

//TO-DO

3. DTS介绍

Rockchip dts⼀般把pinctrl节点放在soc.dtsi，例如rk3588s.dtsi，⼀般位于最后⼀个节点。

pinctrl节点没有reg，它不是⼀个标准platform device，寄存器基地值是通过rockchip,grf=<&grf>; 传⼊；驱动内部根据这个基地值，加偏移地址，完成IOMUX、PINCONF的配置；GPIO是使⽤gpio节点的reg地址。

举例 arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588s.dtsi

{
    pinctrl: pinctrl {
        compatible = "rockchip,rk3588-pinctrl"; 
        rockchip,grf = <&ioc>;
        #address-cells = <2>; 
        #size-cells = <2>; 
        ranges;
    
        gpio0: gpio@fd8a0000 {
            compatible = "rockchip,gpio-bank"; 
            reg = <0x0 0xfd8a0000 0x0 0x100>;
            interrupts = <GIC_SPI 277 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; 
            clocks = <&cruPCLK_GPIO0>, <&cru DBCLK_GPIO0>;
            gpio-controller; 
            #gpio-cells = <2>; 
            interrupt-controller;
            #interrupt-cells = <2>; 
        };
        
        gpio1: gpio@fec20000 {
            compatible = "rockchip,gpio-bank";
            reg = <0x0 0xfec20000 0x0 0x100>;
            interrupts = <GIC_SPI 278 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
            clocks = <&cruPCLK_GPIO1>, <&cru DBCLK_GPIO1>;
            gpio-controller; 
            #gpio-cells = <2>; 
            interrupt-controller;
            #interrupt-cells = <2>; 
        };
        
        gpio2: gpio@fec30000 {
            compatible = "rockchip,gpio-bank"; 
            reg = <0x0 0xfec30000 0x0 0x100>;
            interrupts = <GIC_SPI 279 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; 
            clocks = <&cruPCLK_GPIO2>, <&cru DBCLK_GPIO2>;
            gpio-controller; 
            #gpio-cells = <2>; 
            interrupt-controller;
            #interrupt-cells = <2>; 
        };
        
        gpio3: gpio@fec40000 {
            compatible = "rockchip,gpio-bank"; 
            reg = <0x0 0xfec40000 0x0 0x100>;
            interrupts = <GIC_SPI 280 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; 
            clocks = <&cruPCLK_GPIO3>, <&cru DBCLK_GPIO3>;
            gpio-controller; 
            #gpio-cells = <2>; 
            interrupt-controller;
            #interrupt-cells = <2>; 
        };
        
        gpio4: gpio@fec50000 {
            compatible = "rockchip,gpio-bank"; reg = <0x0 0xfec50000 0x0 0x100>;
            interrupts = <GIC_SPI 281 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; 
            clocks = <&cruPCLK_GPIO4>, <&cru DBCLK_GPIO4>;
            gpio-controller;
            #gpio-cells = <2>; 
            interrupt-controller;
            #interrupt-cells = <2>; 
        }; 
    }; 
};

还有 arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588s-pinctrl.dtsi⽂件通过include形式加到rk3588s.dtsi。

3.1 新建pinctrl​

rk3588s-pinctrl.dtsi⽂件已经枚举了rk3588s芯⽚所有iomux的实例，各模块⼀般不再需要创建iomux实例。

创建iomux实例需要遵循如下规则：

  1. 必须在pinctrl节点下

  2. 必须以function+group的形式添加

  3. function+group的格式如下

    function { 
        group {
            rockchip,pin = <bank gpio func &ref>;
        };
    };

  4. 遵循其他dts的基本规则

3.2 引用pinctrl​

模块引⽤pinctrl是通过 pinctrl-names 和 pinctrl-0连接模块和pinctrl驱动。

举例 rk3588 uart2：

{
    uart2: serial@feb50000 {
        compatible = "rockchip,rk3588-uart", "snps,dw-apb-uart";
        reg = <0x00xfeb50000 0x0 0x100>;
        interrupts = <GIC_SPI 333 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
        clocks = <&cruSCLK_UART2>, <&cru PCLK_UART2>;
        clock-names = "baudclk","apb_pclk";
        reg-shift = <2>;
        reg-io-width = <4>;
        dmas = <&dmac0 10>, <&dmac0 11>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&uart2m1_xfer>; 
        status = "disabled";
    }; 
};

uart2m1_xfer是⼀个pinctrl group；模块可以同时引⽤多组group.

举例 rk3588 pdm1：

{
    pdm1: pdm@fe4c0000 {
        compatible = "rockchip,rk3588-pdm";
        reg = <0x0 0xfe4c0000 0x00x1000>;
        clocks = <&cru MCLK_PDM1>, <&cru HCLK_PDM1>;
        clock-names = "pdm_clk", "pdm_hclk";
        assigned-clocks = <&cru MCLK_PDM1>;
        assigned-clock-parents = <&cru PLL_AUPLL>; 
        dmas = <&dmac1 4>;
        dma-names = "rx";
        power-domains = <&power RK3588_PD_AUDIO>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pdm1m0_clk &pdm1m0_clk1 &pdm1m0_sdi0 &pdm1m0_sdi1 &pdm1m0_sdi2 &pdm1m0_sdi3>;
        /* 等同于如下写法 */ 
        /*
        * pinctrl-0 = <&pdm1m0_clk>, 
        * <&pdm1m0_clk1>, 
        * <&pdm1m0_sdi0>, 
        * <&pdm1m0_sdi1>, 
        * <&pdm1m0_sdi2>,
        * <&pdm1m0_sdi3>; 
        */
        #sound-dai-cells = <0>; 
        status = "disabled";
    }; 
};

pinctrl-names可以⽀持多个实例，pinctrl 默认的有4种实例（state）：

#define PINCTRL_STATE_DEFAULT "default"
#define PINCTRL_STATE_INIT    "init" 
#define PINCTRL_STATE_IDLE    "idle" 
#define PINCTRL_STATE_SLEEP   "sleep"

"init" 在driver probe期间⽣效，probe done之后可能会切换回"default"（如果probe中切换到其他state，就 不会切换回 "init"）。

pinctrl-names 是可以⾃定义的，有driver去匹配解析。

举例 rk3588 pwm4：

{
    pwm4: pwm@febd0000 {
        compatible = "rockchip,rk3588-pwm", "rockchip,rk3328-pwm";
        reg = <0x00xfebd0000 0x0 0x10>;
        #pwm-cells = <3>;
        pinctrl-names = "active";
        pinctrl-0 = <&pwm4m0_pins>;
        clocks = <&cru CLK_PWM1>, <&cru PCLK_PWM1>;
        clock-names = "pwm","pclk";
        status = "disabled"; 
    };
};

4. FAQ

4.1 用户层配置IOMUX​

iomux是gcc编译的⼆进制⽂件，通过ioctl调⽤rockchip-pinctrl device，设置iomux，也可以获取iomux当前值。

编译⽅法：

gcc tools/testing/selftests/rkpinctrl/iomux.c -o iomux

使⽤⽅法：

举例：设置 GPIO0_B7 为 func1

[root@RK3588:/]# iomux 0 15 1

举例：获取 GPIO0_B7 当前iomux值

[root@RK3588:/]# iomux 0 15 mux get (GPIO0-15) = 1

4.2 配置某个GPIO电平​

有个别需求是某个GPIO不属于某个特定模块，更多是某个电源开关，希望在系统开机过错尽快输出⾼或 低电平，要怎么实现呢？

使⽤"regulator-fixed"

regulator-fixed通常⽤于定义电压固定的regulator，或由某个GPIO开关控制的regulator。

/以GPIO2_A1需要配置为⾼电平为例

/ {
    foo_name: foo-name {
        compatible = "regulator-fixed"; 
        pinctrl-names = "default"; 
        pinctrl-0 = <&gpio_foo>; 
        regulator-name = "vcc-foo";
        regulator-always-on;
    }; 
};

&pinctrl { 
	gpio-foo {
        gpio_foo: gpio-foo {
            rockchip,pins = <2 RK_PA1 RK_FUNC_GPIO &pcfg_output_high>; 
        };
    }; 
};

4.3 模块的pinctrl-0不生效​

通常模块调⽤ pinctrl-names pinctrl-0 配置默认的IOMUX或在IOCONFIG，但不是所有的节点都可以加这两个属性，如果模块被 driver_probe_device 调⽤，它就可以加这两个属性。

调试⽅法： drivers/base/dd.c 的pinctrl_bind_pins，在这⾥加打印看调⽤。