概述
以前学习了LED和按键驱动，实际上，在Linux中实现这些设备驱动，有一种更为推荐的方法，就是GPIO子系统和Input子系统。GPIO子系统可以控制IO的初始化、输出高低电平值，读取IO的输入电平；Input子系统处理输入事务，任何输入设备的驱动程序都可以通过Input输入子系统提供的接口注册到内核，利用子系统提供的功能来与用户空间交互。例如控制LED、读取按键、触摸屏、鼠标都可以通过这些子系统接口实现。
GIPO子系统介绍
gpio子系统相关描述可在内核源码 Documentation/gpio 了解。
在/sys/class/gpio目录下展示该子系统设备。如果没有请在编译内核的时候加入 Device Drivers-> GPIO Support ->/sys/class/gpio/… (sysfs interface)。
export 和 unexport：把某个GPIO导出用户空间和取消导出用户空间。
- 例如：echo 19 > export，把GPIO19导出到用户空间。
- GPION，其中N值的计算方式：
假设一组端口有32个GPIO，N=index = GPIOx_y= (x-1)*32 +y；
例如一：GPIOB_6，对应的N值为(2-1)*32+6=38；
例如二：GPIOD_3，对应的N值为（4-1）*32+3=99。
进入子系统设备目录，包含一些常用属性：
direction：gpio端口的方向，内容可以是 in 或者 out;
- 示例：echo out > /sys/class/gpio/pioD3/direction
- 如果写入 low 或者 hight，则不仅设置为输出，还同时设置了输出电平（本小点要了解当前内核是否支持）
value：gpio引脚的电平，0为低电平，非0为高电平。
- 如果配置为输入，则该文件可写；
- 如果配置为中断，则可以调用poll(2)函数监听该中断，中断触发后poll(2)函数就会返回。
edge: 中断的触发方式，该文件有4个值。
- none：输入，非中断
- rising：中断输入，上升沿触发
- falling：中断输入，下降沿触发
- both：中断输入，边沿触发
gpio子系统与led子系统是不同，但是类似。 - led只能输出，gpio能输出也能输入
- gpio输入还支持中断功能
- 使用gpio前，需要从内核空间暴露到用户空间
注意：在用户空间控制使用gpio时，注意不要滥用和内核一些绑定好、已经有合适内核启动的引脚冲突。参考 Documentation/driver-api/gpio/drivers-on-gpio.rst
示例：通过GPIO子系统控制LED（GPIOA29）
system函数进行操作：
void main(void)
{
if(access("/sys/class/gpio/pioA29/value",F_OK) != 0)
{
/*使能LED设备*/
system("echo 29 > /sys/class/gpio/export");
}
/*设置LED输出*/
system("echo out > /sys/class/gpio/pioA29/direction");
/*打开LED*/
system("echo '1' > /sys/class/gpio/pioA29/value");
sleep(1);
/*关闭LED*/
system("echo '0' > /sys/class/gpio/pioA29/value");
}文件操作实现:
#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",29);
fclose(p);
p = fopen("/sys/class/gpio/pioA29/direction","w");
fprintf(p,"out");
fclose(p);
for(i=0;i<100;i++)
{
p = fopen("/sys/class/gpio/pioA29/value","w");
fprintf(p,"%d",1);
sleep(1);
fclose(p);
p = fopen("/sys/class/gpio/pioA29/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;
}示例：通过GPIO子系统中断读取IO值（GPIOC2）
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <poll.h>
#include <unistd.h>
/*按键按下时，打按键值*/
int main()
{
FILE *fp=NULL; /*定义一个文件指针*/
if(access("/sys/class/gpio/pioC2",F_OK) != 0)
{
/*使能GPIO子系统设备*/
fp=fopen("/sys/class/gpio/export","w");
if(fp == NULL)
{
perror("open export fail\r\n");
return -1;
}
fprintf(fp,"%d",66);
fclose(fp);
}
/*设置为输入*/
fp=fopen("/sys/class/gpio/pioC2/direction","w");
if(fp == NULL)
{
perror("open direction fail\r\n");
return -1;
}
fprintf(fp,"in");
fclose(fp);
/*设置中断触发边沿*/
fp=fopen("/sys/class/gpio/pioC2/edge","w");
if(fp == NULL)
{
perror("open edge fail\r\n");
return -1;
}
fprintf(fp,"both");
fclose(fp);
/*对IO值进行poll侦听*/
int fd=open("/sys/class/gpio/pioC2/value",O_RDONLY);
if(fd<0)
{
perror("open '/sys/class/gpio/pioC2/value' failed!\n");
return -1;
}
struct pollfd fds[1];
fds[0].fd=fd;
fds[0].events=POLLPRI;
while(1)
{
if(poll(fds,1,0)==-1)
{
perror("poll failed!\n");
return -1;
}
if(fds[0].revents&POLLPRI)
{
if(lseek(fd,0,SEEK_SET)==-1)
{
perror("lseek failed!\n");
return -1;
}
char buffer[16];
int len;
if((len=read(fd,buffer,sizeof(buffer)))==-1)
{
perror("read failed!\n");
return -1;
}
buffer[len]=0;
printf("%s",buffer);
}
}
}