Linux內核驅動之gpio子系統的使用
時間：2018-09-27 來源：未知
一 概述
linux內核中gpio是簡單，常用的資源(和 interrupt ,dma,timer一樣)驅動程序，應用程序都能夠通過相應的接口使用gpio，gpio使用0～MAX_INT之間的整數標識，不能使用負數,gpio與硬件體系密切相關的,不過linux有一個框架處理gpio，能夠使用統一的接口來操作gpio.在講gpio核心(gpiolib.c)之前先來看看gpio是怎么使用的
本文引用地址：//www.bsfkj.cn/emb/Column/7549.html
二 內核中gpio的使用
1 測試gpio端口是否合法
int gpio_is_valid(int number);
2 申請某個gpio端口當然在申請之前必須配置該gpio端口的pinmux，否則會導致后面的操作失敗或者無效
int gpio_request(unsigned gpio, const char *label)
3 標記gpio的使用方向包括輸入還是輸出
/*成功返回零失敗返回負的錯誤值*/
int gpio_direction_input(unsigned gpio);
int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);
4 獲得gpio引腳的值和設置gpio引腳的值(對于輸出)
int gpio_get_value(unsigned gpio);
void gpio_set_value(unsigned gpio, int value);
5 gpio當作中斷口使用
int gpio_to_irq(unsigned gpio);
返回的值即中斷編號可以傳給request_irq()和free_irq()
內核通過調用該函數將gpio端口轉換為中斷，在用戶空間也有類似方法
6 導出gpio端口到用戶空間
int gpio_export(unsigned gpio, bool direction_may_change);
內核可以對已經被gpio_request()申請的gpio端口的導出進行明確的管理，參數direction_may_change表示用戶程序是否允許修改gpio的方向，假如可以則參數direction_may_change為真
/* 撤銷GPIO的導出 */
void gpio_unexport();
三 用戶空間gpio的調用
用戶空間訪問gpio，即通過sysfs接口訪問gpio，下面是/sys/class/gpio目錄下的三種文件：
--export/unexport文件
--gpioN指代具體的gpio引腳
--gpio_chipN指代gpio控制器
必須知道以上接口沒有標準device文件和它們的鏈接。
(1) export/unexport文件接口：
/sys/class/gpio/export，該接口只能寫不能讀
用戶程序通過寫入gpio的編號來向內核申請將某個gpio的控制權導出到用戶空間
當然前提是沒有內核代碼申請這個gpio端口
比如 echo 19 > export
上述操作會為19號gpio創建一個節點gpio19，此時/sys/class/gpio下邊生成一個
gpio19的目錄
/sys/class/gpio/unexport和導出的效果相反。
比如 echo 19 > unexport
上述操作將會移除gpio19這個節點。
(2) /sys/class/gpio/gpioN
指代某個具體的gpio端口,里邊有如下屬性文件
direction 表示gpio端口的方向，讀取結果是in或out。該文件也可以寫，寫入out 時該gpio設為輸出同時電平默認為低。寫入low或high則不僅可以設置為輸出還可以設置輸出的電平，當然如果內核不支持或者內核代碼不愿意，將不會存在這個屬性,比如內核調用了gpio_export(N,0)表示內核不愿意修改gpio端口方向屬性
value 表示gpio引腳的電平,0(低電平)1(高電平),如果gpio被配置為輸出，這個值是可寫的，記住任何非零的值都將輸出高電平, 如果某個引腳能并且已經被配置為中斷，則可以調用poll(2)函數監聽該中斷，中斷觸發后poll(2)函數就會返回。
edge 表示中斷的觸發方式,edge文件有如下四個值：none, rising, falling，both。
none表示引腳為輸入，不是中斷引腳
rising表示引腳為中斷輸入，上升沿觸發
falling表示引腳為中斷輸入，下降沿觸發
both表示引腳為中斷輸入，邊沿觸發
這個文件節點只有在引腳被配置為輸入引腳的時候才存在。 當值是none時可以通過如下方法將變為中斷引腳
echo "both" > edge;對于是both,falling還是rising依賴具體硬件的中斷的觸發方式。此方法即用戶態gpio轉換為中斷引腳的方式
active_low 不怎么明白，也木有用過
(3)/sys/class/gpio/gpiochipN
gpiochipN表示的就是一個gpio_chip,用來管理和控制一組gpio端口的控制器，該目錄下存在一下屬性文件：
base 和N相同，表示控制器管理的小的端口編號。
lable 診斷使用的標志(并不總是唯一的)
ngpio 表示控制器管理的gpio端口數量(端口范圍是：N ~ N+ngpio-1)
四 用戶態使用gpio監聽中斷
首先需要將該gpio配置為中斷
echo "rising" > /sys/class/gpio/gpio12/edge
配置該gpio為上升沿觸發中斷
以下是偽代碼
int gpio_fd;
struct pollfd fds[1];
system("echo falling > /sys/class/gpio/gpio12/edge");
//也可以使用上述代碼來配置gpio的中斷觸發方式
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 = lseek(gpio_fd,0,SEEK_SET);
if( ret == -1 )
err_print("lseek");
ret = read(gpio_fd,&value,1);
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,&value,1);
if( ret == -1 )
err_print("read");
/*此時表示已經監聽到中斷觸發了，該干事了*/
...............
}
}
記住使用poll()函數，設置事件監聽類型為POLLPRI和POLLERR,在poll()返回后，必須使用lseek()移動到文件開頭并讀取新的值必須這樣做,否則poll函數會總是返回。
