【linux】gpio子系統

目錄

前言

linux子系統

  • 在 Linux 系統中
    • 絕大多數硬體設備都有非常成熟的驅動框架
    • 驅動工程師使用這些框架添加與板子相關的硬體支援
      • 建立硬體與Linux內核的聯繫
    • 內核再通過統一文件系統介面呈現給用戶
    • 用戶通過對應的設備文件控制硬體。

gpio子系統

  • gpio子系統相關描述可在內核源碼 Documentation/gpio 了解。
    • 但是新版本（linux4.19左右）不再維護這個路徑的ABI
    • ABI文檔已經移動到 Documentation/ABI/obsolete/sysfs-gpio
  • gpio子系統 ，在目錄 /sys/class/gpio 下展示該子系統設備。

    • export 和 unexport：把某個GPIO導出用戶空間和取消導出用戶空間

      • echo 19 > export
        • 就把gpio19導出到用戶空間

    • gpioN：GPIOs 本身，N為索引號，根據不同的開發晶片而有不同的計算

      • 例子：N = index = GPIO1_19 = (1-1)*32 +19 = 19
        • 一組埠有 32 個gpio
      • 該目錄下有三個屬性文件
        • direction
          • gpio埠的方向，內容可以是 in 或者 out
            • 讀取
            • 寫入
              • 例子：echo out > /sys/class/gpio/gpio19/direction
          • 如果寫入 low 或者 hight，則不僅設置為輸出，還同時設置了輸出電平（本小點要了解當前內核是否支援）
        • value
          • gpio引腳的電平
            • 0：低電平
            • 非0：高電平（高電平建議使用 1）
          • 如果配置為輸入，則該文件可寫
          • 如果配置為中斷，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。
        • edge
          • 中斷的觸發方式，該文件有4個值
            • none：輸入，非中斷
            • rising：中斷輸入，上升沿觸發
            • falling：中斷輸入，下降沿觸發
            • both：中斷輸入，邊沿觸發
        • active_low

    • GPIO控制器(「gpio_chip」instances)（此處沒有體現）。

  • gpio子系統與led子系統是不同，但是類似
    • led只能輸出，gpio能輸出也能輸入
      • gpio輸入還支援中斷功能
    • 使用gpio前，需要從內核空間暴露到用戶空間
  • 注意
    • 在用戶空間控制使用gpio時，注意不要濫用和內核一些綁定好、已經有合適內核啟動的引腳衝突。
      • 參考 Documentation/driver-api/gpio/drivers-on-gpio.rst

gpio子系統實戰-系統調用

  • 源碼簡單，下面貼出野火的源碼僅做參考
  • main.c
/** @file         main.c
 *  @brief        簡要說明
 *  @details      詳細說明
 *  @author       
 *  @date         2020-11-11 19:18:20
 *  @version      v1.0
 *  @copyright    Copyright By  , All Rights Reserved
 *
 **********************************************************
 *  @LOG 修改日誌:
 **********************************************************
*/

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "bsp_beep.h"

/**
 * @brief  主函數
 * @param  無
 * @retval 無
 */
int main(int argc, char *argv[])
{
	char buf[10];
	int res;
	printf("This is the beep demo\n");
	
	res = beep_init();
	if(res){
		printf("beep init error,code = %d",res);
		return 0;
	}

	while(1){
		printf("Please input the value : 0--off 1--on q--exit\n");
		scanf("%10s", buf);

		switch (buf[0]){
			case '0':
				beep_off();
				break;

			case '1':
				beep_on();
				break;

			case 'q':
				beep_deinit();
				printf("Exit\n");
				return 0;

			default:
				break;
		}
	}
}
  • bsp_beep.c
/** @file         bsp_beep.c
 *  @brief        簡要說明
 *  @details      詳細說明
 *  @author       
 *  @date         2020-11-11 13:57:52
 *  @version      v1.0
 *  @copyright    Copyright By  , All Rights Reserved
 *
 **********************************************************
 *  @LOG 修改日誌:
 **********************************************************
*/

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include "bsp_beep.h"

int beep_init(void)
{
    int fd;
    fd = open("/sys/class/gpio/export",O_WRONLY);
    if(fd < 0)
    {
        return 1;
    }
    write(fd, BEEP_GPIO_INDEX, strlen(BEEP_GPIO_INDEX));
    close(fd);
    //direction config
    fd = open("/sys/class/gpio/gpio" BEEP_GPIO_INDEX "/direction", O_WRONLY);
    if(fd < 0)
       return 2;

    write(fd, "out", strlen("out"));
    close(fd);

    return 0;
}


int beep_deinit(void)
{
   int fd;
   fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY);
   if(fd < 0)
      return 1;

   write(fd, BEEP_GPIO_INDEX, strlen(BEEP_GPIO_INDEX));
   close(fd);

   return 0;
}


int beep_on(void)
{
   int fd;

   fd = open("/sys/class/gpio/gpio" BEEP_GPIO_INDEX "/value", O_WRONLY);
   if(fd < 0)
      return 1;

   write(fd, "1", 1);
   close(fd);

   return 0;
}

int beep_off(void)
{
   int fd;

   fd = open("/sys/class/gpio/gpio" BEEP_GPIO_INDEX "/value", O_WRONLY);
   if(fd < 0)
      return 1;

   write(fd, "0", 1);
   close(fd);

   return 0;
}
  • bsp_beep.h
/** @file         bsp_beep.h
 *  @brief        簡要說明
 *  @details      詳細說明
 *  @author       
 *  @date         2020-11-11 19:13:47
 *  @version      v1.0
 *  @copyright    Copyright By  , All Rights Reserved
 *
 **********************************************************
 *  @LOG 修改日誌:
 **********************************************************
*/

#ifndef __bsp_beep__
#define __bsp_beep__
//蜂鳴器的GPIO引腳號
//imx6的計算方式，GPIOn_IOx = (n-1)*32 + x
//如GPIO1_IO19 = (1-1)*32 + 19 = 19
#define BEEP_GPIO_INDEX 	"19"
/**
 * @brief  初始化蜂鳴器gpio相關
 * @return 
 *     @arg 0，正常
 *     @arg 1，export文件打開錯誤
 *     @arg 2，direction文件打開錯誤
 */
extern int beep_init(void);
/**
 * @brief  關閉蜂鳴器gpio的export輸出
 * @return 0正常，非0，value文件打開錯誤
 */
extern int beep_deinit(void);
/**
 * @brief  蜂鳴器響
 * @return 0正常，非0，value文件打開錯誤
 */
extern int beep_on(void);
/**
 * @brief  關閉蜂鳴器gpio的export輸出
 * @return 0正常，非0，unexport文件打開錯誤
 */
extern int beep_off(void);
#endif /* Head define end*/
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