linux下对/sys/class/gpio中的gpio的控制

Posted 2022-01-15 bobuddy

在嵌入式设备中对GPIO的操作是最基本的操作。一般的做法是写一个单独驱动程序，网上大多数的例子都是这样的。其实linux下面有一个通用的GPIO操作接口，那就是我要介绍的 “/sys/class/gpio” 方式。

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：

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

02 * 控制GPIO的目录位于/sys/class/gpio

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

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

05 * /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

06 * 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

07 * 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，

echo 12 > /sys/class/gpio/export

  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：

08  

09 * direction文件，定义输入输入方向，可以通过下面命令定义为输出

10   echo out > /sys/class/gpio/gpio12/direction

11 * 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。

12 * value文件是端口的数值，为1或0.

13   echo 1 >/sys/class/gpio/gpio12/value

编写控制程序

GPIO的配置文件在/sys/class/gpio目录下，控制程序可以分为四个步骤：

• 配置GPIO：在/sys/class/gpio目录下可以看到文件export，调用该文件以实现配置。该文件对所有GPIO编号，从0开始。GPIOn_x的编号为32*n+x，例如此处用的GPIO1_6的编号为32*1+6=38。在终端输入：# echo "38" > /sys/class/gpio/export，在此回到目录/sys/class/gpio下，可以看到产生了一个新的目录./gpio38，里面包含了该IO口的输入输出设置等配置文件。注意：export文件只有root写权限，执行上述命令或者以后用C编写的可执行文件要以ROOT身份执行。

• 设置GPIO的方向（输入输出）:在终端输入：#  echo "out" > /sys/class/gpio/gpio38/direction，即设置该GPIO为输出。

• 设置GPIO的输出电平：在终端输入：#echo "1" > /sys/class/gpio/gpio38/value，即设置GPIO输出高电平，输入echo "0" > /sys/class/gpio/gpio38/value设置GPIO输出低电平。

• 关闭GPIO：在终端输入：#echo "38" > /sys/class/gpio/unexport，即删除GPIO配置文件，可以看到目录gpio38已经被删除。
  
  下面是C语言编写的GPIO控制例程，实现LED的每隔一秒闪烁一次。
  
  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <unistd.h>
  #include <string.h>
  int main(void)
  
  FILE *p=NULL;
  int i=0;
  p = fopen("/sys/class/gpio/export","w");
  fprintf(p,"%d",38);
  fclose(p);
  p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/direction","w");
  fprintf(p,"out");
  fclose(p);
  for(i=0;i<100;i++)
  
  p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/value","w");
  fprintf(p,"%d",1);
  sleep(1);
  fclose(p);
  p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/value","w");
  fprintf(p,"%d",0);
  sleep(1);
  fclose(p);
  
  p = fopen("/sys/class/gpio/unexport","w");
  fprintf(p,"%d",38);
  fclose(p);
  return 0;
  

  下面实现按键输入的读取操作

  #include <stdio.h>

  #include <stdlib.h>
  #include <unistd.h>
  #include <string.h>
  
  
  int main(void)
  
  FILE *p=NULL;
  char i[100]=0,;
  
  p = fopen("/sys/class/gpio/export","w");
  fprintf(p,"%d",161);
  fclose(p);
  p = fopen("/sys/class/gpio/gpio161/direction","w");
  fprintf(p,"in");  //配置成输入
  fclose(p);
  
  while(1)
  
  //以只读方式打开
  p = fopen("/sys/class/gpio/gpio161/value","r");
  //使文件读写定位到0位置
  fseek(p , 0 , 0);
  #if 0
  //将文件内容输出到存储器i中，注意要以字符串的方式，否则会出错
  fscanf(p,"%s",i);
  #else
  //从文件中读出数据到存储器i中
  fread(i , 1, 1 ,p);
  #endif
  //以字符的方式将读到的值打印出
  printf("key = %c \\r\\n",i[0]);
  sleep(1);
  //注意这里必须要关闭，然后再次读时再重新打开，这样只面的内容才会更新
  fclose(p);
  
  return 0;
  

  /*********************************************************************************/

  查看当前系统下已使用的GPIO：

  # cat /sys/kernel/debug/gpio

  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)undefined

       ret = poll(fds,1,-1);

       if( ret == -1 )

           err_print("poll");

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

             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POLLPRI和POLLERR在poll()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。