13-Linux-gpio-system

對於gpio的應用其實會在很多地方，最常用的就是led和key，我們也可以使用類似單片機的寫法，去直接讀寫寄存器來控制，沒有文件的體現，但這樣總感覺不夠Linux，所以我們還是要使用linux已有的一些設備節點來實現。

一 概述

Linux內核中gpio是最簡單，最常用的資源(和 interrupt ,dma,timer一樣)驅動程序，應用程序都能夠通過相應的接口使用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，能夠使用統一的接口來操作gpio.在講gpio核心(gpiolib.c)之前先來看看gpio是怎麼使用的

二 內核中gpio的使用

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

2 申請某個gpio端口當然在申請之前需要顯示的配置該gpio端口的pinmux

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)

3 標記gpio的使用方向包括輸入還是輸出

/*成功返回零失敗返回負的錯誤值*/ 

int gpio_direction_input(unsigned gpio); 

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value); 

4 獲得gpio引腳的值和設置gpio引腳的值(對於輸出)

int gpio_get_value(unsigned gpio);

void gpio_set_value(unsigned gpio, int value); 

5 gpio當作中斷口使用

int gpio_to_irq(unsigned gpio); 

返回的值即中斷編號可以傳給request_irq()和free_irq()

內核通過調用該函數將gpio端口轉換爲中斷，在用戶空間也有類似方法

6 導出gpio端口到用戶空間

int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change); 

內核可以對已經被gpio_request()申請的gpio端口的導出進行明確的管理，

參數direction_may_change表示用戶程序是否允許修改gpio的方向，假如可以

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，即通過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文件和它們的鏈接。

1.export/unexport文件接口：

/sys/class/gpio/export，該接口只能寫不能讀

用戶程序通過寫入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當然前提是沒有內核代碼申請這個gpio端口

比如 echo 19 > export

上述操作會爲19號gpio創建一個節點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。

比如 echo 19 > unexport

上述操作將會移除gpio19這個節點。

2./sys/class/gpio/gpioN

指代某個具體的gpio端口,裏邊有如下屬性文件

root@zihome:/sys/class/gpio# ls
export      gpio16      gpiochip0   gpiochip64
gpio13      gpio17      gpiochip32  unexport

2.1 direction

表示gpio端口的方向，讀取結果是in或out。該文件也可以寫，寫入out 時該gpio設爲輸出同時電平默認爲低。寫入low或high則不僅可以

設置爲輸出 還可以設置輸出的電平。 當然如果內核不支持或者內核代碼不願意，將不會存在這個屬性,比如內核調用了gpio_export(N,0)就

表示內核不願意修改gpio端口方向屬性

2.2 value

表示gpio引腳的電平,0(低電平)1（高電平）,如果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,如果某個引腳能並且已經被配置爲中斷，則可以調用poll(2)函數監聽該中斷，中斷觸發後poll(2)函數就會返回。

root@zihome:/sys/devices/virtual/gpio/gpio13# cat value 
1
root@zihome:/sys/devices/virtual/gpio/gpio13# echo 0 > value 
root@zihome:/sys/devices/virtual/gpio/gpio13# cat value 
0

2.3 edge

表示中斷的觸發方式，edge文件有如下四個值："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，下降沿觸發
• 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時可以通過如下方法將變爲中斷引腳

echo "both" >edge;對於是both,falling還是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（並不總是唯一的）
• 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

首先需要將該gpio配置爲中斷

echo "rising" > /sys/class/gpio/gpio12/edge
以下是僞代碼

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重新打開讀取新值。必須這樣做否則poll函數會總是返回。

https://www.cnblogs.com/dirt2/p/5890649.html

https://blog.csdn.net/jklinux/article/details/78645106