【linux】gpio子系统

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• 前言
• linux子系统
• gpio子系统
• gpio子系统实战-系统调用

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前言

• 目前不涉及驱动源码
• 参考链接

linux子系统

• 在 Linux 系统中
  • 绝大多数硬件设备都有非常成熟的驱动框架
  • 驱动工程师使用这些框架添加与板子相关的硬件支持
    • 建立硬件与Linux内核的联系
  • 内核再通过统一文件系统接口呈现给用户
  • 用户通过对应的设备文件控制硬件。

gpio子系统

• gpio子系统相关描述可在内核源码 Documentation/gpio 了解。
  • 但是新版本（linux4.19左右）不再维护这个路径的ABI
  • ABI文档已经移动到 Documentation/ABI/obsolete/sysfs-gpio
• gpio子系统 ，在目录 /sys/class/gpio 下展示该子系统设备。

  • 

  • export 和 unexport：把某个GPIO导出用户空间和取消导出用户空间

    • echo 19 > export
      • 就把gpio19导出到用户空间

  • gpioN：GPIOs 本身，N为索引号，根据不同的开发芯片而有不同的计算

    • 例子：N = index = GPIO1_19 = (1-1)*32 +19 = 19
      • 一组端口有 32 个gpio
    • 该目录下有三个属性文件
      • direction
        • gpio端口的方向，内容可以是 in 或者 out
          • 读取
          • 写入
            • 例子：echo out > /sys/class/gpio/gpio19/direction
        • 如果写入 low 或者 hight，则不仅设置为输出，还同时设置了输出电平（本小点要了解当前内核是否支持）
      • value
        • gpio引脚的电平
          • 0：低电平
          • 非0：高电平（高电平建议使用 1）
        • 如果配置为输入，则该文件可写
        • 如果配置为中断，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
        • 中断的触发方式，该文件有4个值
          • none：输入，非中断
          • rising：中断输入，上升沿触发
          • falling：中断输入，下降沿触发
          • both：中断输入，边沿触发
      • active_low

  • GPIO控制器(“gpio_chip”instances)（此处没有体现）。

• gpio子系统与led子系统是不同，但是类似
  • led只能输出，gpio能输出也能输入
    • gpio输入还支持中断功能
  • 使用gpio前，需要从内核空间暴露到用户空间
• 注意
  • 在用户空间控制使用gpio时，注意不要滥用和内核一些绑定好、已经有合适内核启动的引脚冲突。
    • 参考 Documentation/driver-api/gpio/drivers-on-gpio.rst

gpio子系统实战-系统调用

• 源码简单，下面贴出野火的源码仅做参考
• main.c

/** @file         main.c
 *  @brief        简要说明
 *  @details      详细说明
 *  @author
 *  @date         2020-11-11 19:18:20
 *  @version      v1.0
 *  @copyright    Copyright By  , All Rights Reserved
 *
 **********************************************************
 *  @LOG 修改日志:
 **********************************************************
*/

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

/**
 * @brief  主函数
 * @param  无
 * @retval 无
 */
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        简要说明
 *  @details      详细说明
 *  @author
 *  @date         2020-11-11 13:57:52
 *  @version      v1.0
 *  @copyright    Copyright By  , All Rights Reserved
 *
 **********************************************************
 *  @LOG 修改日志:
 **********************************************************
*/

#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        简要说明
 *  @details      详细说明
 *  @author
 *  @date         2020-11-11 19:13:47
 *  @version      v1.0
 *  @copyright    Copyright By  , All Rights Reserved
 *
 **********************************************************
 *  @LOG 修改日志:
 **********************************************************
*/

#ifndef __bsp_beep__
#define __bsp_beep__
//蜂鸣器的GPIO引脚号
//imx6的计算方式，GPIOn_IOx = (n-1)*32 + x
//如GPIO1_IO19 = (1-1)*32 + 19 = 19
#define BEEP_GPIO_INDEX 	"19"
/**
 * @brief  初始化蜂鸣器gpio相关
 * @return
 *     @arg 0，正常
 *     @arg 1，export文件打开错误
 *     @arg 2，direction文件打开错误
 */
extern int beep_init(void);
/**
 * @brief  关闭蜂鸣器gpio的export输出
 * @return 0正常，非0，value文件打开错误
 */
extern int beep_deinit(void);
/**
 * @brief  蜂鸣器响
 * @return 0正常，非0，value文件打开错误
 */
extern int beep_on(void);
/**
 * @brief  关闭蜂鸣器gpio的export输出
 * @return 0正常，非0，unexport文件打开错误
 */
extern int beep_off(void);
#endif /* Head define end*/