Linux下用文件IO的方式操作GPIO（/sys/class/gpio）

转自http://blog.csdn.net/lu_embedded/article/details/53061901

一、概述

　　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。文件 IO 方式操作 GPIO，使用到了4个函数 open、close、read、write。 
　　 
　　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)。
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二、/sys/class/gpio 的使用说明

　　如果是在已经适配好的 Linux 内核上，那么相信已经有了完成的 gpiochip，可以在用户空间 /sys/class/gpio 目录下看到如下文件：

exportgpiochip0/gpiochip32/gpiochip64/gpiochip96/unexport
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说明：

1、gpio_operation 通过 /sys/ 文件接口操作 IO 端口 GPIO 到文件系统的映射。 
2、控制 GPIO 的目录位于 /sys/class/gpio。 
3、/sys/class/gpio/export 文件用于通知系统需要导出控制的 GPIO 引脚编号。 
4、/sys/class/gpio/unexport 用于通知系统取消导出。 
5、/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。

三、导出一个引脚的操作步骤

1、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

批注：

引脚编号是gpiochipxxx下的base + 第几个GPIO，也就是base加偏移，偏移的是位数。

例如gpiochip34 下的第1个GPIO那么编号就是34 + 1 = 35 

　　举个栗子（具体 GPIO 需要参考数据手册），如果使想用 GPIO1_20，那么引脚编号就可能等于 1 x 32 + 20 = 54。

2、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
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　　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。 
　　 
3、direction 文件，定义输入输入方向，可以通过下面命令定义为输出。

echo out > /sys/class/gpio/gpio12/direction
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　　direction 接受的参数可以是：in、out、high、low。其中参数 high / low 在设置方向为输出的同时，将 value 设置为相应的 1 / 0。 
　　 
4、value 文件是端口的数值，为1或0，通过下面命令将 gpio12 设置为高电平。

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio12/value
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四、重温几个简单的例子

1、导出

# echo 44 > /sys/class/gpio/export
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2、设置方向

# echo out > /sys/class/gpio/gpio44/direction
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3、查看方向

# cat /sys/class/gpio/gpio44/direction
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4、设置输出

# echo 1 > /sys/class/gpio/gpio44/value
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5、查看输出值

# cat /sys/class/gpio/gpio44/value
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6、取消导出

# echo 44 > /sys/class/gpio/unexport
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五、文件读写例程

1、在用户空间使用

#include stdlib.h  #include stdio.h  #include string.h#include unistd.h#include fcntl.h   //define O_WRONLY and O_RDONLY  //芯片复位引脚: P1_16#define SYSFS_GPIO_EXPORT           "/sys/class/gpio/export"  #define SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL      "48"   #define SYSFS_GPIO_RST_DIR          "/sys/class/gpio/gpio48/direction"#define SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL      "OUT"  #define SYSFS_GPIO_RST_VAL          "/sys/class/gpio/gpio48/value"#define SYSFS_GPIO_RST_VAL_H        "1"#define SYSFS_GPIO_RST_VAL_L        "0"int main() {     int fd;          //打开端口/sys/class/gpio# echo 48 > export         fd = open(SYSFS_GPIO_EXPORT, O_WRONLY);         if(fd == -1)         {                   printf("ERR: Radio hard reset pin open error.\n");                   return EXIT_FAILURE;         }         write(fd, SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL ,sizeof(SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL));          close(fd);          //设置端口方向/sys/class/gpio/gpio48# echo out > direction         fd = open(SYSFS_GPIO_RST_DIR, O_WRONLY);         if(fd == -1)         {                   printf("ERR: Radio hard reset pin direction open error.\n");                   return EXIT_FAILURE;         }         write(fd, SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL));          close(fd);          //输出复位信号: 拉高>100ns         fd = open(SYSFS_GPIO_RST_VAL, O_RDWR);         if(fd == -1)         {                   printf("ERR: Radio hard reset pin value open error.\n");                   return EXIT_FAILURE;         }                while(1)         {                   write(fd, SYSFS_GPIO_RST_VAL_H, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_VAL_H));                   usleep(1000000);                   write(fd, SYSFS_GPIO_RST_VAL_L, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_VAL_L));                   usleep(1000000);         }         close(fd);         printf("INFO: Radio hard reset pin value open error.\n");         return 0;}  
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　　除了上述例程的操作方法外，我们还可以有更简单地做法，就是编写 Shell 脚本。例如：

#!/bin/bashecho 48 > /sys/class/gpio/gpio48/exportecho out > /sys/class/gpio/gpio48/directionecho 1 > /sys/class/gpio/gpio48/valueusleep 1000echo 0 > /sys/class/gpio/gpio48/value
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2、在内核空间使用

#include <linux/gpio.h>// 这里是配置成输出，默认高电平，名称为“gpio1_20”（就是给你的IO口取个名字）gpio_request_one(54, GPIOF_INIT_HIGH, "gpio1_20")// 这个就是配置成输入。gpio_request_one(54, GPIOF_IN, "gpio1_20")// 使用完后别忘了freegpio_free(54);