GPIO, 全稱 General-Purpose Input/Output（通用輸入輸出），是一種軟件運行期間能夠動態配置和控制的通用引腳。 RK3399有5組GPIO bank：GPIO0~GPIO4，每組又以 A0~A7, B0~B7, C0~C7, D0~D7 作為編號區分（不是所有 bank 都有全部編號，例如 GPIO4 就只有 C0~C7, D0~D2)。 所有的GPIO在上電后的初始狀態都是輸入模式，可以通過軟件設為上拉或下拉，也可以設置為中斷腳，驅動強度都是可編程的。 每個 GPIO 口除了通用輸入輸出功能外，還可能有其它復用功能，例如 GPIO2_B2，可以利用成以下功能：

• SPI2_TXD

• CIF_CLKIN

• I2C6_SCL

每個 GPIO 口的驅動電流、上下拉和重置后的初始狀態都不盡相同，詳細情況請參考《RK3399 規格書》中的 “Chapter 10 GPIO” 一章。 RK3399 的 GPIO 驅動是在以下 pinctrl 文件中實現的：

其核心是填充 GPIO bank 的方法和參數，并調用 gpiochip_add 注冊到內核中。

Firefly-RK3399開發板為方便用戶開發使用，引出了一排通用的GPIO口，其對應引腳如下圖：

本文以TP_RST(GPIO0_B4)和LCD_RST(GPIO4_D5)這兩個通用GPIO口為例寫了一份簡單操作GPIO口的驅動，在SDK的路徑為：

以下就以該驅動為例介紹GPIO的操作。

首先在DTS文件中增加驅動的資源描述：

這里定義了一個腳作為一般的輸出輸入口：

Firefly-RK3399的dts對引腳的描述與Firefly-RK3288有所區別，GPIO0_B4被描述為：<&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>，這里的12來源于：8+4=12，其中8是因為GPIO0_B4是屬于GPIO0的B組，如果是A組的話則為0，如果是C組則為16，如果是D組則為24，以此遞推，而4是因為B4后面的4。 GPIO_ACTIVE_HIGH表示高電平有效，如果想要低電平有效，可以改為：GPIO_ACTIVE_LOW，這個屬性將被驅動所讀取。

然后在probe函數中對DTS所添加的資源進行解析，代碼如下：

of_get_named_gpio_flags 從設備樹中讀取 firefly-gpio 和 firefly-irq-gpio 的 GPIO 配置編號和標志，gpio_is_valid 判斷該 GPIO 編號是否有效，gpio_request 則申請占用該 GPIO。如果初始化過程出錯，需要調用 gpio_free 來釋放之前申請過且成功的 GPIO 。 在驅動中調用 gpio_direction_output 就可以設置輸出高還是低電平，這里默認輸出從DTS獲取得到的有效電平GPIO_ACTIVE_HIGH，即為高電平，如果驅動正常工作，可以用萬用表測得對應的引腳應該為高電平。 實際中如果要讀出 GPIO，需要先設置成輸入模式，然后再讀取值：

下面是常用的 GPIO API 定義：

在Firefly的例子程序中還包含了一個中斷引腳，GPIO口的中斷使用與GPIO的輸入輸出類似，首先在DTS文件中增加驅動的資源描述：

IRQ_TYPE_EDGE_RISING表示中斷由上升沿觸發，當該引腳接收到上升沿信號時可以觸發中斷函數。 這里還可以配置成如下：

然后在probe函數中對DTS所添加的資源進行解析，再做中斷的注冊申請，代碼如下：

調用gpio_to_irq把GPIO的PIN值轉換為相應的IRQ值，調用gpio_request申請占用該IO口，調用request_irq申請中斷，如果失敗要調用free_irq釋放，該函數中gpio_info-firefly_irq是要申請的硬件中斷號，firefly_gpio_irq是中斷函數，gpio_info->firefly_irq_mode是中斷處理的屬性，”firefly-gpio”是設備驅動程序名稱，gpio_info是該設備的device結構，在注冊共享中斷時會用到。

如何定義 GPIO 有哪些功能可以復用，在運行時又如何切換功能呢？以 I2C4 為例作簡單的介紹。

查規格表可知，I2C4_SDA 與 I2C4_SCL 的功能定義如下：

在 kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi 里有：

此處，跟復用控制相關的是 pinctrl- 開頭的屬性：

• pinctrl-names 定義了狀態名稱列表： default (i2c 功能) 和 gpio 兩種狀態。

• pinctrl-0 定義了狀態 0 (即 default）時需要設置的 pinctrl: &i2c4_xfer

• pinctrl-1 定義了狀態 1 (即 gpio)時需要設置的 pinctrl: &i2c4_gpio

這些 pinctrl 在kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi中這樣定義：

RK_FUNC_1,RK_FUNC_GPIO 的定義在 kernel/include/dt-bindings/pinctrl/rk.h 中：

另外，像”1 11”，”1 12”這樣的值是有編碼規則的，編碼方式與上一小節”輸入輸出”描述的一樣，”1 11”代表GPIO1_B3，”1 12”代表GPIO1_B4。

在復用時，如果選擇了 “default” （即 i2c 功能),系統會應用 i2c4_xfer 這個 pinctrl，最終將 GPIO1_B3 和 GPIO1_B4 兩個針腳切換成對應的 i2c 功能；而如果選擇了 “gpio” ，系統會應用 i2c4_gpio 這個 pinctrl，將 GPIO1_B3 和 GPIO1_B4 兩個針腳還原為 GPIO 功能。

我們看看 i2c 的驅動程序 kernel/drivers/i2c/busses/i2c-rockchip.c 是如何切換復用功能的：

首先是調用 of_get_gpio 取出設備樹中 i2c4 結點的 gpios 屬于所定義的兩個 gpio:

然后是調用 devm_gpio_request 來申請 gpio，接著是調用 pinctrl_lookup_state 來查找 “gpio” 狀態，而默認狀態 “default” 已經由框架保存到 i2c->dev-pins->default_state 中了。

最后調用 pinctrl_select_state 來選擇是 “default” 還是 “gpio” 功能。

下面是常用的復用 API 定義：

在復雜的片上系統（SOC）中，設計者一般會將系統的供電分為多個獨立的block，這稱作電源域（Power Domain），這樣做有很多好處，例如：

• 在IO-Domain的DTS節點統一配置電壓域，不需要每個驅動都去配置一次，便于管理；

• 依照的是Upstream的做法，以后如果需要Upstream比較方便；

• IO-Domain的驅動支持運行過程中動態調整電壓域，例如PMIC的某個Regulator可以1.8v和3.3v的動態切換，一旦Regulator電壓發生改變，會通知IO-Domain驅動去重新設置電壓域。

Firefly-RK3399原理圖上的 Power Domain Map 表以及配置如下表所示：

通過RK3399 SDK的原理圖可以看到bt656-supply 的電壓域連接的是vcc18_dvp, vcc_io是從PMIC RK808的VLDO1出來的； 在DTS里面可以找到vcc1v8_dvp， 將bt656-supply = <&vcc18_dvp>。 其他路的配置也類似，需要注意的是如果這里是其他PMIC，所用的Regulator也不一樣,具體以實際電路情況為標準。