linux - linux下GPIO的使用

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Linux下GPIO的使用

内核文档:https://www.kernel.org/doc/Do...

概述

Linux内核中gpio是最简单,最常用的资源(和 interrupt ,dma,timer一样)驱动程序,应用程序都能够通过相应的接口使用gpio,gpio使用0~MAX_INT之间的整数标识,不能使用负数,gpio与硬件体系密切相关的,不过linux有一个框架处理gpio,能够使用统一的接口来操作gpio.在讲gpio核心(gpiolib.c)之前先来看看gpio是怎么使用的

内核中gpio的使用

  1. 测试gpio端口是否合法 int gpio_is_valid(int number);
  2. 申请某个gpio端口当然在申请之前需要显示的配置该gpio端口的pinmux
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
  1. 标记gpio的使用方向包括输入还是输出
/*成功返回零失败返回负的错误值*/ 
int gpio_direction_input(unsigned gpio); 
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value); 
  1. 获得gpio引脚的值和设置gpio引脚的值(对于输出)
int gpio_get_value(unsigned gpio);
void gpio_set_value(unsigned gpio, int value); 
  1. gpio当作中断口使用
int gpio_to_irq(unsigned gpio); 

返回的值即中断编号可以传给request_irq()和free_irq().

内核通过调用该函数将gpio端口转换为中断,在用户空间也有类似方法.

  1. 导出gpio端口到用户空间
int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change); 

内核可以对已经被gpio_request()申请的gpio端口的导出进行明确的管理,

参数direction_may_change表示用户程序是否允许修改gpio的方向,假如可以

则参数direction_may_change为真

 /* 撤销GPIO的导出 */ 
void gpio_unexport(); 

用户空间gpio的调用

用户空间访问gpio,即通过sysfs接口访问gpio,下面是/sys/class/gpio目录下的三种文件:

  • export/unexport文件
  • gpioN指代具体的gpio引脚
  • gpio_chipN指代gpio控制器

必须知道以上接口没有标准device文件和它们的链接。

export/unexport文件接口:

/sys/class/gpio/export,该接口只能写不能读

用户程序通过写入gpio的编号来向内核申请将某个gpio的控制权导出到用户空间当然前提是没有内核代码申请这个gpio端口

比如 echo 19 > export

上述操作会为19号gpio创建一个节点gpio19,此时/sys/class/gpio目录下边生成一个gpio19的目录

/sys/class/gpio/unexport和导出的效果相反。

比如 echo 19 > unexport

上述操作将会移除gpio19这个节点。

/sys/class/gpio/gpioN

指代某个具体的gpio端口,里边有如下属性文件

direction :表示gpio端口的方向,读取结果是in或out。该文件也可以写,写入out 时该gpio设为输出同时电平默认为低。写入low或high则不仅可以

设置为输出 还可以设置输出的电平。 当然如果内核不支持或者内核代码不愿意,将不会存在这个属性,比如内核调用了gpio_export(N,0)就

表示内核不愿意修改gpio端口方向属性

value:表示gpio引脚的电平,0(低电平)1(高电平),如果gpio被配置为输出,这个值是可写的,记住任何非零的值都将输出高电平, 如果某个引脚使能并且已经被配置为中断,则可以调用poll(2)函数监听该中断,中断触发后poll(2)函数就会返回。

edge:表示中断的触发方式,edge文件有如下四个值:"none", "rising", "falling","both"。

  • none表示引脚为输入,不是中断引脚
  • rising表示引脚为中断输入,上升沿触发
  • falling表示引脚为中断输入,下降沿触发
  • both表示引脚为中断输入,边沿触发

这个文件节点只有在引脚被配置为输入引脚的时候才存在。 当值是none时可以通过如下方法将变为中断引脚:

echo "both" > edge;

对于是both,falling还是rising依赖具体硬件的中断的触发方式。此方法即用户态gpio转换为中断引脚的方式

active_low: 不怎么明白,也木有用过

/sys/class/gpio/gpiochipN

gpiochipN:表示的就是一个gpio_chip,用来管理和控制一组gpio端口的控制器,该目录下存在一下属性文件:

base 和N相同,表示控制器管理的最小的端口编号。

lable 诊断使用的标志(并不总是唯一的)

ngpio 表示控制器管理的gpio端口数量(端口范围是:N ~ N+ngpio-1)

用户态使用gpio监听中断

首先需要将该gpio配置为中断

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

以下是伪代码

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");

            /*此时表示已经监听到中断触发了,该干事了*/

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

    }

}

记住使用poll()函数,设置事件监听类型为POLLPRI和POLLERR在poll()返回后,使用lseek()移动到文件开头读取新的值或者关闭它再重新打开读取新值。必须这样做否则poll函数会总是返回。

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