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Linux 下操作gpio(两种方法,驱动和mmap)

2016-09-28 00:00:00 广州睿丰德信息科技有限公司 阅读
睿丰德科技 专注RFID识别技术和条码识别技术与管理软件的集成项目。质量追溯系统、MES系统、金蝶与条码系统对接、用友与条码系统对接

目前我所知道的在linux下操作GPIO有两种方法: 

1.  编写驱动,这当然要熟悉linux下驱动的编写方法和技巧,在驱动里可以使用ioremap函数获得GPIO物理基地址指针,然后使用这个指针根据ioctl命令进行GPIO寄存器的读写,并把结果回送到应用层。这里提供一点程序片断供大家参考:

[cpp] view plain copy  
  1.   int  init_module(void){   
  2.   
  3.         printk(KERN_ALERT "ioctl load.\r\n");   
  4.   
  5.     register_chrdev(254,"ioreg",&fops);   
  6.   
  7.         stb_gpio = (STBX25XX_GPIO_REG *)ioremap(GPIO_BASE,GPIO_LEN);   
  8.   
  9.     if(stb_gpio == NULL){   
  10.   
  11.             printk(KERN_ALERT "can''t get io base.\r\n");   
  12.   
  13.         return -1;   
  14.   
  15.         }   
  16.   
  17.     return 0;   
  18.   
  19. }   
  20.   
  21. int io_ioctl (struct inode *inode, struct file *filp,unsigned int cmd, unsigned long arg){  
  22.   
  23.     unsigned long uGpio;   
  24.   
  25.     printk(KERN_ALERT "io_ioctl cmd=%04x,arg=%04x.\r\n",cmd,(int)arg);   
  26.   
  27.     switch(cmd){   
  28.   
  29.         case SET_IO_DIR:{   
  30.   
  31.              printk(KERN_ALERT "SET_IO_DIR\r\n");   
  32.   
  33.              break;   
  34.   
  35.         }   
  36.   
  37.         case SET_IO_VALUE:{   
  38.   
  39.              printk(KERN_ALERT "SET_IO_VALUE\r\n");   
  40.   
  41.              break;   
  42.   
  43.         }   
  44.   
  45.         case GET_IO_VALUE:{   
  46.   
  47.              printk(KERN_ALERT "GET_IO_VALUE\r\n");   
  48.   
  49.              uGpio = stb_gpio->GPI;   
  50.   
  51.              printk(KERN_ALERT "GPIO = %08x",(int)uGpio);   
  52.   
  53.              copy_to_user((void *)arg,(const void *) &uGpio,sizeof(uGpio));   
  54.   
  55.              break;   
  56.   
  57.         }   
  58.   
  59.         case GET_IO_DIR:{   
  60.   
  61.              printk(KERN_ALERT "GET_IO_DIR\r\n");   
  62.   
  63.              break;   
  64.   
  65.         }   
  66.   
  67.     }   
  68.   
  69.     return 0;   
  70.   
  71. }   
  72.   
  73.     



  

2.  在应用层使用mmap函数在应用层获得GPIO物理基地址对应的虚拟地址指针,然后使用这个指针来读写GPIO寄存器,这里提供一点程序片断供大家参考: 

 

[cpp] view plain copy  
  1. char dev_name[] = "/dev/mem";   
  2.   
  3.         GPIO_REGISTER  *gpio_base;   
  4.   
  5.         fd  =  open(dev_name,O_RDWR);   
  6.   
  7.         if(fd<0){   
  8.   
  9.                printf("open %s is error\n",dev_name);   
  10.   
  11.                return -1 ;   
  12.   
  13.         }   
  14.   
  15.         gpio_base = (GPIO_REGISTER *)mmap( 0, 0x32, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd, 0x40060000 );  
  16.   
  17.         if(gpio_base == NULL){   
  18.   
  19.                 printf("gpio base mmap is error\n");   
  20.   
  21.                 close(fd);   
  22.   
  23.                 return -1;   
  24.   
  25.         }   
  26.   
  27.         gpio_base->or  = (gpio_base->or & 0x7fffffff);   




mmap

功能描述: 
mmap将一个文件或者其它对象映射进内存。文件被映射到多个页上,如果文件的大小不是所有页的大小之和,最后一个页不被使用的空间将会清零。munmap执行相反的操作,删除特定地址区域的对象映射。
基于文件的映射,在mmap和munmap执行过程的任何时刻,被映射文件的st_atime可能被更新。如果st_atime字段在前述的情况下没有得到更新,首次对映射区的第一个页索引时会更新该字段的值。用PROT_WRITE 和 MAP_SHARED标志建立起来的文件映射,其st_ctime 和 st_mtime
在对映射区写入之后,但在msync()通过MS_SYNC 和 MS_ASYNC两个标志调用之前会被更新。

用法:  
#include <sys/mman.h>
void *mmap(void *start, size_t length, int prot, int flags,
    int fd, off_t offset);
int munmap(void *start, size_t length); 

参数:   
start:映射区的开始地址。
length:映射区的长度。
prot:期望的内存保护标志,不能与文件的打开模式冲突。是以下的某个值,可以通过or运算合理地组合在一起
PROT_EXEC //页内容可以被执行
PROT_READ  //页内容可以被读取
PROT_WRITE //页可以被写入
PROT_NONE  //页不可访问
flags:指定映射对象的类型,映射选项和映射页是否可以共享。它的值可以是一个或者多个以下位的组合体
MAP_FIXED //使用指定的映射起始地址,如果由start和len参数指定的内存区重叠于现存的映射空间,重叠部分将会被丢弃。如果指定的起始地址不可用,操作将会失败。并且起始地址必须落在页的边界上。
MAP_SHARED //与其它所有映射这个对象的进程共享映射空间。对共享区的写入,相当于输出到文件。直到msync()或者munmap()被调用,文件实际上不会被更新。
MAP_PRIVATE //建立一个写入时拷贝的私有映射。内存区域的写入不会影响到原文件。这个标志和以上标志是互斥的,只能使用其中一个。
MAP_DENYWRITE //这个标志被忽略。
MAP_EXECUTABLE //同上
MAP_NORESERVE //不要为这个映射保留交换空间。当交换空间被保留,对映射区修改的可能会得到保证。当交换空间不被保留,同时内存不足,对映射区的修改会引起段违例信号。
MAP_LOCKED //锁定映射区的页面,从而防止页面被交换出内存。
MAP_GROWSDOWN //用于堆栈,告诉内核VM系统,映射区可以向下扩展。
MAP_ANONYMOUS //匿名映射,映射区不与任何文件关联。
MAP_ANON //MAP_ANONYMOUS的别称,不再被使用。
MAP_FILE //兼容标志,被忽略。
MAP_32BIT //将映射区放在进程地址空间的低2GB,MAP_FIXED指定时会被忽略。当前这个标志只在x86-64平台上得到支持。
MAP_POPULATE //为文件映射通过预读的方式准备好页表。随后对映射区的访问不会被页违例阻塞。
MAP_NONBLOCK //仅和MAP_POPULATE一起使用时才有意义。不执行预读,只为已存在于内存中的页面建立页表入口。
fd:有效的文件描述词。如果MAP_ANONYMOUS被设定,为了兼容问题,其值应为-1。
offset:被映射对象内容的起点。
  
    
返回说明:   
成功执行时,mmap()返回被映射区的指针,munmap()返回0。失败时,mmap()返回MAP_FAILED[其值为(void *)-1],munmap返回-1。errno被设为以下的某个值   
EACCES:访问出错
EAGAIN:文件已被锁定,或者太多的内存已被锁定
EBADF:fd不是有效的文件描述词
EINVAL:一个或者多个参数无效
ENFILE:已达到系统对打开文件的限制
ENODEV:指定文件所在的文件系统不支持内存映射
ENOMEM:内存不足,或者进程已超出最大内存映射数量
EPERM:权能不足,操作不允许
ETXTBSY:已写的方式打开文件,同时指定MAP_DENYWRITE标志
SIGSEGV:试着向只读区写入
SIGBUS:试着访问不属于进程的内存区

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