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Rockchip Pinctrl 开发文档

2023-10-27

Rockchip Pinctrl 开发文档

前言

概述

本文介绍Rockchip PIN-CTRL驱动及DTS使用方法。

产品版本

芯片名称 内核版本
RK3568/RK3399/RK3368/RK3288/PX30/RK3128/RK3126/RV1126 Linux-4.19
RK3588/RV1106 Linux-5.10

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。

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。

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：
在这里插入图片描述

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-JI8tthxB-1688990103568)(./Rockchip_Developer_Guide_Linux_Pinctrl/I2C.png)]

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。

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。

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

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。

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。

pinctrl-rockchip

//TO-DO

gpio-rockchip

//TO-DO

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 = <&cru PCLK_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 = <&cru PCLK_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 = <&cru PCLK_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 = <&cru PCLK_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 = <&cru PCLK_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。

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

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 = <0x0 0xfeb50000 0x0 0x100>;
		interrupts = <GIC_SPI 333 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
		clocks = <&cru SCLK_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 0x0 0x1000>;
		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 = <0x0 0xfebd0000 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";
	};
};

FAQ

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

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>;
		};
	};
};

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

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