linux下对/sys/class/gpio中的gpio的控制

haidaowang · 发表于 2021-3-29 10:58

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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){

   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,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。

regngfpcb · 发表于 2021-3-29 13:11

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