Linux GPIO子系統

時間 2019-12-10

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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); bash

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)函數

3 標記gpio的使用方向包括輸入仍是輸出測試

/*成功返回零失敗返回負的錯誤值*/ spa

int gpio_direction_input(unsigned gpio); blog

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value); 接口

4 得到gpio引腳的值和設置gpio引腳的值(對於輸出)事件

int gpio_get_value(unsigned gpio);ip

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, 若是某個引腳

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）

經過虛擬文件系統操做gpio示例：

cd /sys/class/gpio
sudo echo 18 > export //啓用18號GPIO端口
cd gpio18
sudo echo out > direction //設置爲輸出
sudo echo 1 > value //輸出高電平

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。