本文基于RockPI 4A单板介绍Linux内核pinctrl的相关知识点。
Linux内核pinctrl部分主要包括 ：IOMUX，驱动强度，上下拉配置等。
一、IOMUX
SOC芯片上有很多引脚，每个引脚对应特定的功能。为了使SOC的多个功能共用一个引脚，从而提高引脚的功能，降低引脚的数量。引入了IOMUX的概念。IOMUX（Input-Output Multiplexer）:IO多路复用器。
以RK3399 EMMC接口为例，RK3399 EMMC接口的emmc_pwren引脚需要设置IOMUX功能，具体如下：
图1：RK3399 EMMC引脚
注：在Linux系统中，使用功能复用的引脚前，必须先配置该引脚对应的功能。一般在dtsi中配置，也有的SOC在RCW（如NXP LX1046A）或其它文件中配置。如果引脚功能配置不正确，会导致功能无法使用。
二、PINCTRL
RK3399 Linux内核pinctrl配置文件： arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi
pinctrl: pinctrl {
compatible = "rockchip,rk3399-pinctrl";
rockchip,grf = <&grf>;
rockchip,pmu = <&pmugrf>;
#address-cells = <2>;
#size-cells = <2>;
ranges;
## 1、配置GPIO0功能,RK3399可配置GPIO0 - GPIO4，共5组引脚。
gpio0: gpio0@ff720000 {
compatible = "rockchip,gpio-bank";
reg = <0x0 0xff720000 0x0 0x100>;
clocks = <&pmucru PCLK_GPIO0_PMU>;
interrupts = <GIC_SPI 14 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <0x2>;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <0x2>;
};
...
## 2、配置芯片引脚内部上下拉功能
pcfg_pull_up: pcfg-pull-up {
bias-pull-up;
};
pcfg_pull_down: pcfg-pull-down {
bias-pull-down;
};
...
## 3、配置引脚驱动强度，即配置对应的驱动强度电流值
pcfg_pull_up_20ma: pcfg-pull-up-20ma {
bias-pull-up;
drive-strength = <20>;
};
...
## 4、配置输出电平
pcfg_output_high: pcfg-output-high {
output-high;
};
...
## 5、配置引脚指定功能，如emmc_pwren。
emmc {
# 引脚名称：IO_EMMCpwren_PMUdebug3_PMU18gpio0a5
emmc_pwr: emmc-pwr {
rockchip,pins =
## 0 5:表示引脚索引，对应GPIO0A5，见图1
## RK_FUNC_1:配置功能1，即emmc_pwren，见图2
## pcfg_pull_up:引脚上拉
<0 5 RK_FUNC_1 &pcfg_pull_up>;
};
};
...
};
RK_FUNC_*定义文件: include/dt-bindings/pinctrl/rockchip.h
## 对应IOMUX寄存器中引脚的某个功能
#define RK_FUNC_GPIO 0
#define RK_FUNC_1 1
#define RK_FUNC_2 2
#define RK_FUNC_3 3
#define RK_FUNC_4 4
#define RK_FUNC_5 5
#define RK_FUNC_6 6
#define RK_FUNC_7 7
图2 RK3399 EMMC_PWREN引脚配置
驱动文件： drivers/pinctrl/pinctrl-rockchip.c
## RK3399 GRF寄存器包括：
## 1、GRF, used for general non-secure system,
## 2、PMUGRF, used for always on sysyem
static struct rockchip_pin_ctrl rk3399_pin_ctrl = {
.pin_banks = rk3399_pin_banks,
.nr_banks = ARRAY_SIZE(rk3399_pin_banks),
.label = "RK3399-GPIO",
.type = RK3399,
.grf_mux_offset = 0xe000, ## GRF MUX寄存器偏移地址，配置IOMUX
.pmu_mux_offset = 0x0, ## PMUGRF MUX寄存器偏移地址，配置IOMUX
.grf_drv_offset = 0xe100, ## GRF DRV寄存器偏移地址，配置驱动强度
.pmu_drv_offset = 0x80, ## PMUGRF DRV寄存器偏移地址，配置驱动强度
.iomux_routes = rk3399_mux_route_data,
.niomux_routes = ARRAY_SIZE(rk3399_mux_route_data),
.pull_calc_reg = rk3399_calc_pull_reg_and_bit, ## 上下拉配置实现函数
.drv_calc_reg = rk3399_calc_drv_reg_and_bit, ## 驱动强度实现函数
};
三、内核调试
在Linux系统启动后，可以查看引脚功能，如：
## 1、通过pingroups查看引脚配置功能
root@linaro-alip:/sys/kernel/debug/pinctrl/pinctrl# cat pingroups
registered pin groups:
group: emmc-pwr ## GPIO0A5配置为emmc_pwren功能
pin 5 (gpio0-5)
group: rgmii-pins
pin 113 (gpio3-17)
pin 110 (gpio3-14)
...
## 2、通过寄存器值查看
## 0xff320000是PMU GRF寄存器的基地址，PMUGRF_GPIO0A_IOMUX偏移地址是0
## PMUGRF_GPIO0A_IOMUX的值为0x5400，即bit11:10为01，表示配置为emmc_pwren
## 寄存器的值见图2
root@linaro-alip:/# io -4 -l 16 -r 0xff320000
ff320000: 00005400 00000000 00000000 00000000
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