Linux内核驱动GPIO的使用

    xiaoxiao2025-08-09  10

    一 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gpiogpio使用0MAX_INT之间的整数标识,不能使用负数,gpio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

    二 内核中gpio的使用

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

         

         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)

         

         3 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); 

         

         4 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); 

         

         5 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()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

      

         6 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(); 

    三 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。 

    (1) 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19gpio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。 

     (2) /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inout。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lowhigh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

                          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                                                                

    (3)/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   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) 

    四 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POLLPRIPOLLERRpoll()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。

       

    五 用户态使用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

     

    大部分内容转自 http://blog.csdn.net/ohyes158/article/details/8134262

    转载请注明原文地址: https://ju.6miu.com/read-1301572.html
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