linux的GPIO應用實例

需求描述：
主板上的狀態燈應能正確顯示ONU模塊的連通狀態，即當光節點模塊插到主板插槽之後，狀態燈應亮，移掉之後應滅。

 

硬件接口：
When SFP module is plugged in, the GPIO[2] status will change from high to low automatically.
When SW detect the change, just make the GPIO[18] to generate low signal (default is high), the ONU led will be lighted.

 

以上爲接任務時的信息。於是開始尋找解決問題的信息。

GPIO的背景信息？
即通用輸入輸出。把CPU針腳不通過總線或控制器直接連到外設上來進行控制的工業標準，比如連一個針腳到LED上，通過置一個bit的0/1就可以控制該LED得亮滅。

 

硬件的結構是怎樣的? 找schematics看一看：
1.右邊是CPU，左邊是pin腳連的東西，“>>”，“<<”表示輸入的方向

 

2.對應第一張圖，左邊是燈，右邊是連到的CPU的GPIO接口

 

3.對應第一張圖，左邊是CPU

 

軟件的方案？
有2種實現方法，一種是對GPIO[2]的電位進行輪詢，一種是讓GPIO[2]的電位變化產生中斷。
找到一個當前主板上的別人使用GPIO的例子，該例子的功能是：按下硬件重啓按鈕後會向CPU的GPIO針腳發使主板重啓。
此例子是用中斷實現的，準備也用中斷的方式來實現。

 

那麼，怎麼讓GPIO的[2]的電位變化產生中斷呢？

在現在的設備上看看，列出已經被佔用的中斷號：
root:/proc# cat interrupts
           CPU0       CPU1       CPU2       CPU3       CPU4       CPU5       CPU6
  0:        526         83         11          4       1423        164        355            MIPS  SMTC_IPI
  2:          0          0          0          0          0          40            MIPS  pmcmsp_tsmac
  3:          0          0          3          0          0          00            MIPS  pmcmsp_tsmac
  4:          0          0          0          0          0          00            MIPS  ehci_hcd:usb1, ehci_hcd:usb2
  5:          0          0          0          0         13          00            MIPS  pmcmsp_tsmac
  6:          0          0          0          0          0          00            MIPS  CIC cascade
  8:          0          0          0          0          0          00         MSP_CIC  Softreset button
 21:          0          0          0          0          0          00         MSP_CIC  PER cascade
 25:    5853436       1664         28          4          0          00         MSP_CIC  timer
 27:       3575          0          0          0          0          00         MSP_CIC  serial
 34:          0          0          0          0    5851128        138         30         MSP_CIC  VPE1 local timer
 46:          1          0          0          0          0          00         MSP_PER  pmcmsptwi

 

ERR:          1

 

現有按鈕的硬件是怎麼連的？

 

現有按鈕的中斷是怎麼實現的？

在上圖中可以看到GPIO21針腳同時連到了按鈕與IRQ0（Interrupt Request 0）。查看代碼

subsys_initcall(msp_hwbutton_setup); //註冊子系統

 

  static int __init msp_hwbutton_setup(void) { msp_hwbutton_register(&softreset_sw); ... ｝ static struct hwbutton_interrupt softreset_sw = { .name = "Softreset button", .irq = MSP_INT_EXT0, .eirq = 0, .initial_state = HWBUTTON_HI, .handle_hi = softreset_release, //按鈕鬆開時調用的函數 .handle_lo = softreset_push,//按鈕按下時調用的函數 .data = NULL, }; /* * This struct describes a hardware button */ struct hwbutton_interrupt { char *name; /* Name of button */ int irq; /* Actual LINUX IRQ */  //下面外部中斷所對應的系統中斷，定義在主板系統的lib中 int eirq; /* Extended IRQ number (0-7) *／ //GPIO2分了一線到IRQ0 int initial_state; /* The "normal" state of the switch *///這個從硬件工程師處獲悉 void (*handle_hi)(void *); /* Handler: switch input has gone HI */ //handler做什麼從功能需求處獲悉 void (*handle_lo)(void *); /* Handler: switch input has gone LO */ //handler做什麼從功能需求處獲悉 void *data; /* Optional data to pass to handler */ //傳給handler的參數 };

 

#define MSP_MSB_BASE (0x18000000) /* MSbus address start */ #define MSP_CPUIF_BASE (MSP_MSB_BASE + 0xC00000) /* CPU interface registers */ /* Central Interrupt Controller Registers */ #define MSP_CIC_BASE (MSP_CPUIF_BASE + 0x8000) /* Central Interrupt registers */ #define CIC_EXT_CFG_REG regptr(MSP_CIC_BASE + 0x00) /* External interrupt configuration */ #define EXT_INT_EDGE(eirq) (1 << eirq) #define CIC_EXT_SET_TRIGGER_LEVEL(reg, eirq) reg &= ~EXT_INT_EDGE(eirq) static int msp_hwbutton_register(struct hwbutton_interrupt *hirq) { unsigned long cic_ext; if (hirq->handle_hi == NULL || hirq->handle_lo == NULL) return -EINVAL; cic_ext = *CIC_EXT_CFG_REG; CIC_EXT_SET_TRIGGER_LEVEL(cic_ext, hirq->eirq); if (hirq->initial_state == HWBUTTON_HI) CIC_EXT_SET_ACTIVE_LO(cic_ext, hirq->eirq); else CIC_EXT_SET_ACTIVE_HI(cic_ext, hirq->eirq); *CIC_EXT_CFG_REG = cic_ext; return request_irq(hirq->irq, hwbutton_handler, SA_INTERRUPT, hirq->name, (void*)hirq); //相當於 return request_irq( MSP_INT_EXT0, hwbutton_handler, SA_INTERRUPT,  “Softrest Button”, & }

 

static irqreturn_t hwbutton_handler(int irq, void *data) { struct hwbutton_interrupt *hirq = (struct hwbutton_interrupt *)data; unsigned long cic_ext = *CIC_EXT_CFG_REG; if (irq != hirq->irq) return IRQ_NONE; if (CIC_EXT_IS_ACTIVE_HI(cic_ext, hirq->eirq)) { /* Interrupt: pin is now HI */ CIC_EXT_SET_ACTIVE_LO(cic_ext, hirq->eirq); hirq->handle_hi(hirq->data); } else { /* Interrupt: pin is now LO */ CIC_EXT_SET_ACTIVE_HI(cic_ext, hirq->eirq); hirq->handle_lo(hirq->data); } /* * Invert the POLARITY of this level interrupt to ack the interrupt * Thus next state change will invoke the opposite message */ *CIC_EXT_CFG_REG = cic_ext; return IRQ_HANDLED; }

 

現在的問題？
在此CPU中，GPIO0-15可以配置產生內部中斷，GPIO16及其以上不能通過配置產生；上面的例子用的是GPIO21,不能通過配置產生中斷，所以纔要接到IRQ0
要實現的LED燈的GPIO的腳不像按鈕的例子，是沒有接到外部中斷的，但要求對LED的GPIO2進行電位判斷，在GPIO0-15的範圍內，是可以通過配置CPU來產生中斷的。
但是如何進行配置的文檔CPU廠商不提供，另外CPU的SDK現在也不支持對GPIO中斷進行配置。
小結：以能獲取的硬件與軟件，無法使GPIO2產生中斷。
那麼只能走輪詢的路了。代碼如下：

 static unsigned long e220_sfp_led_update_delay = 0; static struct timer_list e220_sfp_led_update_timer; static msp_gpio_data_t e220_sfp_old_status; static void e220_sfp_led_update(unsigned long data) { msp_gpio_data_t e220_sfp_current_status; if (msp_gpio_pin_mode(MSP_GPIO_INPUT, 2) != 0) { printk(KERN_INFO "GPIO[2] input mode failed/n"); } if (msp_gpio_pin_mode(MSP_GPIO_OUTPUT, 18) != 0) { printk(KERN_INFO "GPIO[18] output mode failed/n"); } e220_sfp_current_status = msp_gpio_pin_get(2); if (e220_sfp_current_status != e220_sfp_old_status) { if(e220_sfp_current_status == MSP_GPIO_LO) { printk(KERN_INFO "SFP module inserted /n"); msp_gpio_pin_lo(18); } else if (e220_sfp_current_status == MSP_GPIO_HI) { printk(KERN_INFO "SFP module removed /n"); msp_gpio_pin_hi(18); } else { printk(KERN_INFO "SFP module state unknown /n"); } e220_sfp_old_status = e220_sfp_current_status; } mod_timer(&e220_sfp_led_update_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(1000)); } static int e220_sfp_status_watch_start(void) { e220_sfp_old_status = MSP_GPIO_NONE; setup_timer(&e220_sfp_led_update_timer, e220_sfp_led_update, NULL); //expire timer immediately return mod_timer(&e220_sfp_led_update_timer, jiffies + 1); }

 

ok.