Linux內核驅動GPIO的使用

時間 2020-06-05

標籤 linux 內核驅動 gpio 使用欄目 Linux 简体版

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一概述

Linux內核中gpio是最簡單，最經常使用的資源(和 interrupt ,dma,timer同樣)驅動程序，應用程序都可以經過相應的接口使用gpio，gpio使用0～MAX_INT之間的整數標識，不能使用負數,gpio與硬件體系密切相關的,不過linux有一個框架處理gpio，可以使用統一的接口來操做gpio.在講gpio核心(gpiolib.c)以前先來看看gpio是怎麼使用的linux

二內核中gpio的使用

1 測試gpio端口是否合法 int gpio_is_valid(int number); ios

2 申請某個gpio端口固然在申請以前須要顯示的配置該gpio端口的pinmux框架

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)ide

3 標記gpio的使用方向包括輸入仍是輸出函數

/*成功返回零失敗返回負的錯誤值*/ 測試

int gpio_direction_input(unsigned gpio); spa

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value); code

4 得到gpio引腳的值和設置gpio引腳的值(對於輸出)接口

int gpio_get_value(unsigned gpio);事件

void gpio_set_value(unsigned gpio, int value);

5 gpio看成中斷口使用

int gpio_to_irq(unsigned gpio);

返回的值即中斷編號能夠傳給request_irq()和free_irq()

內核經過調用該函數將gpio端口轉換爲中斷，在用戶空間也有相似方法

6 導出gpio端口到用戶空間

int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change);

內核能夠對已經被gpio_request()申請的gpio端口的導出進行明確的管理，

參數direction_may_change表示用戶程序是否容許修改gpio的方向，假如能夠

則參數direction_may_change爲真

/* 撤銷GPIO的導出 */

void gpio_unexport();

三用戶空間gpio的調用

用戶空間訪問gpio，即經過sysfs接口訪問gpio，下面是/sys/class/gpio目錄下的三種文件：

--export/unexport文件

--gpioN指代具體的gpio引腳

--gpio_chipN指代gpio控制器

必須知道以上接口沒有標準device文件和它們的連接。

(1) export/unexport文件接口：

/sys/class/gpio/export，該接口只能寫不能讀

用戶程序經過寫入gpio的編號來向內核申請將某個gpio的控制權導出到用戶空間固然前提是沒有內核代碼申請這個gpio端口

好比 echo 19 > export

上述操做會爲19號gpio建立一個節點gpio19，此時/sys/class/gpio目錄下邊生成一個gpio19的目錄

/sys/class/gpio/unexport和導出的效果相反。

好比 echo 19 > unexport

上述操做將會移除gpio19這個節點。

(2) /sys/class/gpio/gpioN

指代某個具體的gpio端口,裏邊有以下屬性文件

direction 表示gpio端口的方向，讀取結果是in或out。該文件也能夠寫，寫入out 時該gpio設爲輸出同時電平默認爲低。寫入low或high則不只能夠

設置爲輸出還能夠設置輸出的電平。固然若是內核不支持或者內核代碼不肯意，將不會存在這個屬性,好比內核調用了gpio_export(N,0)就

表示內核不肯意修改gpio端口方向屬性

value 表示gpio引腳的電平,0(低電平)1（高電平）,若是gpio被配置爲輸出，這個值是可寫的，記住任何非零的值都將輸出高電平, 如果某個引腳

能而且已經被配置爲中斷，則能夠調用poll(2)函數監聽該中斷，中斷觸發後poll(2)函數就會返回。

edge 表示中斷的觸發方式，edge文件有以下四個值："none", "rising", "falling"，"both"。

none表示引腳爲輸入，不是中斷引腳

rising表示引腳爲中斷輸入，上升沿觸發

falling表示引腳爲中斷輸入，降低沿觸發

both表示引腳爲中斷輸入，邊沿觸發

這個文件節點只有在引腳被配置爲輸入引腳的時候才存在。當值是none時能夠經過以下方法將變爲中斷引腳

echo "both" > edge;對因而both,falling仍是rising依賴具體硬件的中斷的觸發方式。此方法即用戶態gpio轉換爲中斷引腳的方式

active_low 不怎麼明白，也木有用過

(3)/sys/class/gpio/gpiochipN

gpiochipN表示的就是一個gpio_chip,用來管理和控制一組gpio端口的控制器，該目錄下存在一下屬性文件：

base 和N相同，表示控制器管理的最小的端口編號。

lable 診斷使用的標誌（並不老是惟一的）

ngpio 表示控制器管理的gpio端口數量（端口範圍是：N ~ N+ngpio-1）

四用戶態使用gpio監聽中斷

首先須要將該gpio配置爲中斷

echo "rising" > /sys/class/gpio/gpio12/edge

如下是僞代碼

int gpio_id;

struct pollfd fds[1];

gpio_fd = open("/sys/class/gpio/gpio12/value",O_RDONLY);

if( gpio_fd == -1 )

err_print("gpio open");

fds[0].fd = gpio_fd;

fds[0].events = POLLPRI;

ret = read(gpio_fd,buff,10);

if( ret == -1 )

err_print("read");

while(1){

ret = poll(fds,1,-1);

if( ret == -1 )

err_print("poll");

if( fds[0].revents & POLLPRI){

ret = lseek(gpio_fd,0,SEEK_SET);

if( ret == -1 )

err_print("lseek");

ret = read(gpio_fd,buff,10);

if( ret == -1 )

err_print("read");

/*此時表示已經監聽到中斷觸發了，該幹事了*/

...............

}

記住使用poll()函數，設置事件監聽類型爲POLLPRI和POLLERR在poll()返回後，使用lseek()移動到文件開頭讀取新的值或者關閉它再從新打開讀取新值。必須這樣作不然poll函數會老是返回。

五用戶態使用gpio控制LED

example code:

1 #include <stdio.h>
2 #include <unistd.h>
3 #include <sys/stat.h>
4 #include <linux/fs.h>
5 #include <fcntl.h>
6 #include <string.h>
7 #include <termios.h>
8 #include <sys/ioctl.h>
9
10
11 void tdelay(int d)
12 {
13     volatile int j;
14     for(j=0;j<d*1000000;j++);
15 }
16 //int main(int argc,char **argv)
17 int main(void)
18 {
19     int gpio_fd = -1;
20     int ret;
21     // Led D5 connected to GPIO_JTAG_TDI,pin number is 242
22     char gpio[]="242";
23     char dir[]="out";
24     gpio_fd = open("/sys/class/gpio/export",O_WRONLY);
25     if(gpio_fd < 0){
26         printf("open gpio/export failed\n");
27         return -1;
28     }
29     ret = write(gpio_fd,gpio,strlen(gpio));
30     if(ret < 0){
31         printf("write to gpio/export failed\n");
32         return -1;
33     }
34     close(gpio_fd);

35     gpio_fd = open("/sys/class/gpio/gpio242/direction",O_RDWR);
36     if(gpio_fd < 0){
37         printf("open gpio242/direction failed\n");
38         return -1;
39     }
40
41     ret = write(gpio_fd,dir,strlen(dir));
42     if(ret < 0){
43         printf("write to gpio242/direction failed\n");
44         return -1;
45     }
46     close(gpio_fd);
47
48     gpio_fd = open("/sys/class/gpio/gpio242/value",O_RDWR);
49     if(gpio_fd < 0){
50         printf("open gpio242/value failed\n");
51         return -1;
52     }
53
54     int i;
55     char off[]="1";
56     char on[] = "0";
57     for(i=0;i < 10;i++){
58         printf("led off\n");
59         ret = write(gpio_fd,off,strlen(off));
60         if(ret < 0){
61             printf("write to gpio242/value failed\n");
62             return -1;
63         }
64         tdelay(10);
65         printf("led on\n");
66         ret = write(gpio_fd,on,strlen(on));
67         if(ret < 0){

68 printf("write to gpio242/value failed\n"); 69 return -1; 70 } 71 tdelay(10); 72 } 73 close(gpio_fd); 74 75 gpio_fd = open("/sys/class/gpio/unexport",O_WRONLY); 76 if(gpio_fd < 0){ 77 printf("open gpio/unexport failed\n"); 78 return -1; 79 } 80 ret = write(gpio_fd,gpio,strlen(gpio)); 81 if(ret < 0){ 82 printf("write to gpio/unexport failed\n"); 83 return -1; 84 } 85 close(gpio_fd); 86 87 printf("test gpio led ok\n"); 88 89 return 0; 90 } 91