0 前言
- export/unexport文件接口：">(1) export/unexport文件接口：
- class/gpio/gpioN">(2) /sys/class/gpio/gpioN
- gpio/gpiochipN">(3)/sys/class/gpio/gpiochipN
1 步骤解析与代码
2 全部代码

0 前言

本文描述如果通过文件IO sysfs方式控制3516 GPIO端口。通过sysfs方式控制GPIO，先访问/sys/class/gpio目录，向export文件写入GPIO编号，使得该GPIO的操作接口从内核空间暴露到用户空间，GPIO的操作接口包括direction和value等，direction控制GPIO方向，而value可控制GPIO输出或获得GPIO输入。

用户空间访问gpio，即通过sysfs接口访问gpio，下面是/sys/class/gpio目录下的三种文件：
—export/unexport文件
—gpioN指代具体的gpio引脚
—gpio_chipN指代gpio控制器

开始之前，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)

(1) export/unexport文件接口：

/sys/class/gpio/export，该接口只能写不能读。
用户程序通过写入gpio的编号来向内核申请将某个gpio的控制权导出到用户空间
比如 echo 19 > export
上述操作会为19号gpio创建一个节点gpio19，此时/sys/class/gpio目录下边生成一个gpio19的目录
/sys/class/gpio/unexport和导出的效果相反。
比如 echo 19 > unexport
上述操作将会移除gpio19这个节点。

(2) /sys/class/gpio/gpioN

指代某个具体的gpio端口,里边有如下属性文件
direction 表示gpio端口的方向，读取结果是in或out。该文件也可以写，写入out 时该gpio设为输出同时电平默认为低。写入low或high则不仅可以设置为输出还可以设置输出的电平。当然如果内核不支持或者内核代码不愿意，将不会存在这个属性,比如内核调用了gpio_export(N,0)就表示内核不愿意修改gpio端口方向属性。

value 表示gpio引脚的电平，0(低电平)1（高电平），如果gpio被配置为输出，这个值是可写的，记住任何非零的值都将输出高电平, 如果某个引脚能并且已经被配置为中断，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 表示中断的触发方式，edge文件有如下四个值：”none”, “rising”, “falling”，”both”。
none 表示引脚为输入，不是中断引脚；
rising 表示引脚为中断输入，上升沿触发；
falling 表示引脚为中断输入，下降沿触发；
both 表示引脚为中断输入，边沿触发；
这个文件节点只有在引脚被配置为输入引脚的时候才存在。当值是none时可以通过如下方法将变为中断引脚。echo “both” > edge;对于是both，falling还是rising依赖具体硬件的中断的触发方式。此方法即用户态gpio转换为中断引脚的方式。

(3)/sys/class/gpio/gpiochipN

gpiochipN 表示的就是一个gpio_chip,用来管理和控制一组gpio端口的控制器，该目录下存在一下属性文件：
base 和N相同，表示控制器管理的最小的端口编号；
lable 诊断使用的标志（并不总是唯一的）；
ngpio 表示控制器管理的gpio端口数量（端口范围是：N ~ N+ngpio-1）。

1 步骤解析与代码

首先需要了解：

引脚编号 = 控制引脚的寄存器基数 + 控制引脚寄存器位数

3516 GPIO口是分组的，一组8个口，例如GPIO9_3为 9组3口，其编号pin：9*8+3=75.

本文描述如果通过文件IO sysfs方式控制3516 GPIO端口。通过文件IO方式控制GPIO，完整的操作需要四个步骤：

访问/sys/class/gpio/export目录，向export文件写入GPIO编号，使得该GPIO的操作接口从内核空间暴露到用户空间；
选择GPIO接口方向（direction）输入/输出；
读取\写入GPIO寄存器的值；
unexportq取消移除GPIO节点，与第一步相反。

1.1 向export文件写入GPIO编号

int GPIO_export(int pin)
{
    FILE* fp;  
    char file_name[50];    
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/export");    
    fp = fopen(file_name, "w");    
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);        
        return -1;        
    }    
    fprintf(fp, "%d", pin);    
    fclose(fp);    
    return 0;  
}

1.2 选择GPIO接口方向

int GPIO_direction(int pin)
{
    FILE* fp;
    char file_name[50];    
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", pin);
    fp = fopen(file_name, "rb+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);
        return -1;
    }
    fprintf(fp, "in");          //输出则为“out”
    fclose(fp);
    return 0;
}

1.3 读取或输入数值

int GPIO_value(int pin)
{ 
    FILE* fp;
    char file_name[50];   
    int value;   
    unsigned char buf[10];
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin);
    fp = fopen(file_name, "rb+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);
        return -1;
    }
    memset(buf, 0, 10);
    fread(buf, sizeof(char), sizeof(buf) - 1, fp);// 读取1字节数据,0/1.
    //printf("%s: gpio%d_%d = %d\n", __func__,gpio_chip_num, gpio_offset_num, buf[0]-48);
    value = buf[0] - 48;// 0的ASCII码为48，1的是49。这样将将字符串转化为数值
    fclose(fp);
    return value;
}

int GPIO_value(int pin,int gpio_out_val )
{  
    FILE* fp;
    char file_name[50];   
    int value;    
    unsigned char buf[10];
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", gpio_num);
        fp = fopen(file_name, "rb+");
        if (fp == NULL) {
                printf("Cannot open %s.\n", file_name);
                return -1;
        }
        if (gpio_out_val)
                strcpy(buf,"1");
        else
                strcpy(buf,"0"); 
        fwrite(buf, sizeof(char), sizeof(buf) - 1, fp);//写入1字节数据，0/1.
        //printf("%s: gpio%d_%d = %s\n", __func__,gpio_chip_num, gpio_offset_num, buf);
        fclose(fp);
        return 0;
}

1.4 取消GPIO节点unexport

int GPIO_unexport(int pin)
{
    FILE* fp;
    char file_name[50];  
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/unexport");
    fp = fopen(file_name, "w");
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);
        return -1;
    }
    fprintf(fp, "%d", pin);
    fclose(fp);
    return 0;
}

2 全部代码

FILE* fp;
char file_name[50];
unsigned char buf[10];
int GPIO_export(int pin)
{
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/export");
    fp = fopen(file_name, "w");
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);
        return -1;
    }
    fprintf(fp, "%d", pin);
    fclose(fp);
    return 0;
}
/******************************************
 * DIRECTION
 * ***************************************/
int GPIO_direction(int pin)
{
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", pin);
    fp = fopen(file_name, "rb+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);
        return -1;
    }
    fprintf(fp, "in");
    fclose(fp);
    return 0;
}
/******************************************
 * VALUE
 * ***************************************/
int GPIO_value(int pin)
{
    int value;
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin);
    fp = fopen(file_name, "rb+");
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);
        return -1;
    }
    memset(buf, 0, 10);
    fread(buf, sizeof(char), sizeof(buf) - 1, fp);
    //printf("%s: gpio%d_%d = %d\n", __func__,gpio_chip_num, gpio_offset_num, buf[0]-48);
    value = buf[0] - 48;
    fclose(fp);
    return value;
}
int GPIO_unexport(int pin)
{
    sprintf(file_name, "/sys/class/gpio/unexport");
    fp = fopen(file_name, "w");
    if (fp == NULL) {
        printf("Cannot open %s.\n", file_name);
        return -1;
    }
    fprintf(fp, "%d", pin);
    fclose(fp);
    return 0;
}
void detect_GPIO(void)
{
    HI_S32 ret;
    HI_U32 SDI_GPIO_control_0 = 0;//GPIO9_3
    HI_U32 SDI_GPIO_control_1 = 0;//GPIO14_3
    HI_U32 SDI_GPIO_control_2 = 0;//GPIO14_2
    float fpga_bitrate = 0.0;
    unsigned int gpio_num9_3;
    unsigned int gpio_num14_3;
    unsigned int gpio_num14_2;
    while (1)
    {
        gpio_num9_3 = 9 * 8 + 3;
        GPIO_export(gpio_num9_3);
        GPIO_direction(gpio_num9_3);
        SDI_GPIO_control_0 = GPIO_value(gpio_num9_3);
        GPIO_unexport(gpio_num9_3);
/**************************************************************************************/
        gpio_num14_3 = 14 * 8 + 3;
        GPIO_export(gpio_num14_3);
        GPIO_direction(gpio_num14_3);
        SDI_GPIO_control_1 = GPIO_value(gpio_num14_3);
        GPIO_unexport(gpio_num14_3);
/**************************************************************************************/
        gpio_num14_2 = 14 * 8 + 2;
        GPIO_export(gpio_num14_2);
        GPIO_direction(gpio_num14_2);
        SDI_GPIO_control_2 = GPIO_value(gpio_num14_2);
        GPIO_unexport(gpio_num14_2);
        // ret = HI_MPI_SYS_GetReg(0x201D0010, &SDI_GPIO_control_0);
        // if (ret != 0)
        // {
        //     printf("GPIO9_3 -- SDI_GPIO_control[0] GetReg failed\n");
        // }
        // ret = HI_MPI_SYS_GetReg(0x20220010, &SDI_GPIO_control_1);
        // if (ret != 0)
        // {
        //     printf("GPIO14_3 -- SDI_GPIO_control[1] GetReg failed\n");
        // }
        // ret = HI_MPI_SYS_GetReg(0x20220001, &SDI_GPIO_control_2);
        // if (ret != 0)
        // {
        //     printf("GPIO14_2 -- SDI_GPIO_control[2] GetReg failed\n");
        // }
        fpga_bitrate = (SDI_GPIO_control_2 * 4 + SDI_GPIO_control_1 * 2 + SDI_GPIO_control_0) * 0.5;
        printf("++++++++++\n");
        printf("SDI_GPIO_control_0 : %d\n", SDI_GPIO_control_0);
        printf("SDI_GPIO_control_1 : %d\n", SDI_GPIO_control_1);
        printf("SDI_GPIO_control_2 : %d\n", SDI_GPIO_control_2);
        printf("fpga_bitrate : %f\n", fpga_bitrate);
        printf("----------\n");
        sleep(2);
    }
}
int main()
{
    detect_GPIO();
    return 0;
}

嵌入式开发

3516GPIO操作--文件IO方式