• Linux下用文件IO的方式操作GPIO(/sys/class/gpio)(转)


    通过sysfs方式控制GPIO,先访问/sys/class/gpio目录,向export文件写入GPIO编号,使得该GPIO的操作接口从内核空间暴露到用户空间,GPIO的操作接口包括direction和value等,direction控制GPIO方向,而value可控制GPIO输出或获得GPIO输入。文件IO方式操作GPIO,使用到了4个函数open、close、read、write。

    首先,看看系统中有没有“/sys/class/gpio”这个文件夹。如果没有请在编译内核的时候加入  Device Drivers-> GPIO Support ->/sys/class/gpio/… (sysfs interface)。

    /sys/class/gpio 的使用说明:

    gpio_operation 通过/sys/文件接口操作IO端口 GPIO到文件系统的映射

    ◇  控制GPIO的目录位于/sys/class/gpio

    ◇  /sys/class/gpio/export文件用于通知系统需要导出控制的GPIO引脚编号

    ◇  /sys/class/gpio/unexport 用于通知系统取消导出

    ◇  /sys/class/gpio/gpiochipX目录保存系统中GPIO寄存器的信息,包括每个寄存器控制引脚的起始编号base,寄存器名称,引脚总数 导出一个引脚的操作步骤

    ◇  首先计算此引脚编号,引脚编号 = 控制引脚的寄存器基数 + 控制引脚寄存器位数

    ◇  向/sys/class/gpio/export写入此编号,比如12号引脚,在shell中可以通过以下命令实现,命令成功后生成/sys/class/gpio/gpio12目录,如果没有出现相应的目录,说明此引脚不可导出

    ◇  direction文件,定义输入输入方向,可以通过下面命令定义为输出。direction接受的参数:in, out, high, low。high/low同时设置方向为输出,并将value设置为相应的1/0

    ◇  value文件是端口的数值,为1或0

    几个例子:

    1. 导出

    /sys/class/gpio# echo 44 > export

    2. 设置方向

    /sys/class/gpio/gpio44# echo out > direction

    3. 查看方向

    /sys/class/gpio/gpio44# cat direction

    4. 设置输出

    /sys/class/gpio/gpio44# echo 1 > value

    5. 查看输出值

    /sys/class/gpio/gpio44# cat value

    6. 取消导出

    /sys/class/gpio# echo 44 > unexport

    文件读写例程:

    #include stdlib.h 

    #include stdio.h 

    #include string.h

    #include unistd.h

    #include fcntl.h  //define O_WRONLY and O_RDONLY 

    //芯片复位引脚: P1_16

    #define SYSFS_GPIO_EXPORT          "/sys/class/gpio/export" 

    #define SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL      "48" 

    #define SYSFS_GPIO_RST_DIR          "/sys/class/gpio/gpio48/direction"

    #define SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL      "OUT" 

    #define SYSFS_GPIO_RST_VAL          "/sys/class/gpio/gpio48/value"

    #define SYSFS_GPIO_RST_VAL_H        "1"

    #define SYSFS_GPIO_RST_VAL_L        "0"

    int main()

    {

        int fd;

           

            //打开端口/sys/class/gpio# echo 48 > export

            fd = open(SYSFS_GPIO_EXPORT, O_WRONLY);

            if(fd == -1)

            {

                      printf("ERR: Radio hard reset pin open error. ");

                      return EXIT_FAILURE;

            }

            write(fd, SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL ,sizeof(SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL));

            close(fd);

            //设置端口方向/sys/class/gpio/gpio48# echo out > direction

            fd = open(SYSFS_GPIO_RST_DIR, O_WRONLY);

            if(fd == -1)

            {

                      printf("ERR: Radio hard reset pin direction open error. ");

                      return EXIT_FAILURE;

            }

            write(fd, SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL));

            close(fd);

            //输出复位信号: 拉高>100ns

            fd = open(SYSFS_GPIO_RST_VAL, O_RDWR);

            if(fd == -1)

            {

                      printf("ERR: Radio hard reset pin value open error. ");

                      return EXIT_FAILURE;

            }     

            while(1)

            {

                      write(fd, SYSFS_GPIO_RST_VAL_H, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_VAL_H));

                      usleep(1000000);

                      write(fd, SYSFS_GPIO_RST_VAL_L, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_VAL_L));

                      usleep(1000000);

            }

            close(fd);

            printf("INFO: Radio hard reset pin value open error. ");

            return 0;

    另外参考网上一个网友的程序,这里做了验证,并实现中断检测函数。如下:

    #include stdlib.h 

    #include stdio.h 

    #include string.h

    #include unistd.h

    #include fcntl.h

    #include poll.h


    #define MSG(args...) printf(args)


    //函数声明

    static int gpio_export(int pin);

    static int gpio_unexport(int pin);

    static int gpio_direction(int pin, int dir);

    static int gpio_write(int pin, int value);

    static int gpio_read(int pin);

    static int gpio_export(int pin) 

        char buffer[64]; 

        int len; 

        int fd; 

        fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY); 

        if (fd < 0) { 

            MSG("Failed to open export for writing! "); 

            return(-1); 

        } 

        len = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%d", pin); 

        if (write(fd, buffer, len) < 0) { 

            MSG("Failed to export gpio!"); 

            return -1; 

        } 

       

        close(fd); 

        return 0; 


    static int gpio_unexport(int pin) 

        char buffer[64]; 

        int len; 

        int fd; 

        fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY); 

        if (fd < 0) { 

            MSG("Failed to open unexport for writing! "); 

            return -1; 

        } 

        len = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "%d", pin); 

        if (write(fd, buffer, len) < 0) { 

            MSG("Failed to unexport gpio!"); 

            return -1; 

        } 

       

        close(fd); 

        return 0; 

    }


    //dir: 0-->IN, 1-->OUT

    static int gpio_direction(int pin, int dir) 

        static const char dir_str[] = "inout"; 

        char path[64]; 

        int fd; 

        snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", pin); 

        fd = open(path, O_WRONLY); 

        if (fd < 0) { 

            MSG("Failed to open gpio direction for writing! "); 

            return -1; 

        } 

        if (write(fd, &dir_str[dir == 0 ? 0 : 3], dir == 0 ? 2 : 3) < 0) { 

            MSG("Failed to set direction! "); 

            return -1; 

        } 

        close(fd); 

        return 0; 


    //value: 0-->LOW, 1-->HIGH

    static int gpio_write(int pin, int value) 

        static const char values_str[] = "01"; 

        char path[64]; 

        int fd; 

        snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin); 

        fd = open(path, O_WRONLY); 

        if (fd < 0) { 

            MSG("Failed to open gpio value for writing! "); 

            return -1; 

        } 

        if (write(fd, &values_str[value == 0 ? 0 : 1], 1) < 0) { 

            MSG("Failed to write value! "); 

            return -1; 

        } 

        close(fd); 

        return 0; 

    }


    static int gpio_read(int pin) 

        char path[64]; 

        char value_str[3]; 

        int fd; 

        snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin); 

        fd = open(path, O_RDONLY); 

        if (fd < 0) { 

            MSG("Failed to open gpio value for reading! "); 

            return -1; 

        } 

        if (read(fd, value_str, 3) < 0) { 

            MSG("Failed to read value! "); 

            return -1; 

        } 

        close(fd); 

        return (atoi(value_str));


    // none表示引脚为输入,��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

    // 0-->none, 1-->rising, 2-->falling, 3-->both

    static int gpio_edge(int pin, int edge)

    {

    const char dir_str[] = "nonerisingfallingboth";

    char ptr;

    char path[64]; 

        int fd;

    switch(edge){

    case 0:

    ptr = 0;

    break;

    case 1:

    ptr = 5;

    break;

    case 2:

    ptr = 12;

    break;

    case 3:

    ptr = 20;

    break;

    default:

    ptr = 0;

    }

        snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%d/edge", pin); 

        fd = open(path, O_WRONLY); 

        if (fd < 0) { 

            MSG("Failed to open gpio edge for writing! "); 

            return -1; 

        } 

        if (write(fd, &dir_str[ptr], strlen(&dir_str[ptr])) < 0) { 

            MSG("Failed to set edge! "); 

            return -1; 

        } 

        close(fd); 

        return 0; 

    }


    //GPIO1_17

    int main() 

    int gpio_fd, ret;

    struct pollfd fds[1];

    char buff[10];

    unsigned char cnt = 0;

    //LED引脚初始化

    gpio_export(115);

    gpio_direction(115, 1);

    gpio_write(115, 0);

    //按键引脚初始化

    gpio_export(49);

    gpio_direction(49, 0);

    gpio_edge(49,1);

    gpio_fd = open("/sys/class/gpio/gpio49/value",O_RDONLY);

    if(gpio_fd < 0){

    MSG("Failed to open value! "); 

    return -1; 

    }

    fds[0].fd = gpio_fd;

    fds[0].events  = POLLPRI;

    ret = read(gpio_fd,buff,10);

    if( ret == -1 )

    MSG("read ");

    while(1){

    ret = poll(fds,1,0);

    if( ret == -1 )

    MSG("poll ");

    if( fds[0].revents & POLLPRI){

    ret = lseek(gpio_fd,0,SEEK_SET);

    if( ret == -1 )

    MSG("lseek ");

    ret = read(gpio_fd,buff,10);

    if( ret == -1 )

    MSG("read ");

    gpio_write(115, cnt++%2);

    }

    usleep(100000);

    }

    return 0;

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