在基于OMAP3530的DevKit8000开发板上实现Linux操作系统下的GPIO读写操作
来源：互联网 发布：海湾消防主机联动编程 编辑：程序博客网 时间：2024/05/22 15:06
毕业设计上，想在Devkit8000上利用无线模块和外部通信，所以需要用到SPI接口。由于Linux和OMAP3530对于阿呆都是崭新的，所以道路走得异常艰辛。
Linux下直接写SPI接口的驱动，阿呆已经不再考虑了，那是等把Linux学习到一定层次之后再尝试的事情，目前的状况使尽快利用OMAP3530把无线模块驱动起来，所以就考虑先实现GPIO的控制，然后模拟SPI时序。
天漠提供的源文件里面有对于LED的控制，本来以为在其控制LED的基础上稍加修改，就可以实现对GPIO的控制。可是在board-omap3devkit8000.c文件下，添加相应代码：
static struct gpio_led gpio_leds[] = {
{
.name = "led1",
.default_trigger = "heartbeat",
.gpio = 186,
.active_low = true,
},
{
.name = "led2",
.default_trigger = "mmc0",
.gpio = 163,
.active_low = true,
},
{
.name = "ledB",
.default_trigger = "none",
.gpio = 153,
.active_low = true,
},
{
.name = "led3",
.default_trigger = "none",
.gpio = 164, /* gets replaced */
.active_low = true,
},
{
.name = "gpio",
.default_trigger = "none",
.gpio = 158, /* gets replaced */
.active_low = true,
},
};
在相应架构的mux.c文件里面添加：
MUX_CFG_34XX("GPIO158", 0x190,
OMAP34XX_MUX_MODE4 | OMAP34XX_PIN_INPUT_PULLUP)
mux.h的enum omap34xx_index {}
里面添加：GPIO158.
可能的确使对Linux的理解太肤浅了吧，结果没有效果。
然后在网上搜到一个帖子：《基于omap3530/dm3730的开发板，LINUX系统，GPIO能写不能读》（阿呆已经转载过来了）
这篇文章提到了三种控制GPIO的方式（当然是写了，后来也提示了解决方法），阿呆看第一种方法就窘了，由于那里的博主使用的是英码的板子，阿呆使用的是天漠的板子，所以提供的资料略又不同，例如，阿呆ls /sys/class就没有gpio这个文件夹，那对它的写操作也就无从谈起了。
后来终于明白了，原来在编译内核的时候，天漠的默认配置里，没有选择GPIO相关的驱动，这样，对GPIO的读操作就实现了，无论是通过/sys/class/gpio，还是通过写GPIO的驱动。
那么接下来就是解决GPIO的读操作了，从OMAP3530的数据手册（(spruf98u)OMAP35x Technical Reference Manual (Rev. U).pdf）上看，对GPIO的配置主要是两部分：
其次：配置 GPIOi.GPIO_OE、、GPIOi.GPIO_IRQENABLE1、GPIOi.GPIO_IRQENABLE2、GPIOi.GPIO_WAKEUPENABLE等。
然后就可以进行相应的读写操作了，相关寄存器如GPIO_DATAIN、GPIO_DATAOUT等。
在mux.c文件里已经设置了相应的寄存器值，那么为什么却读不出数据呢，这个问题着实困扰了阿呆很长时间。
又如《能写不能读》所说，他利用内存映射的方法，直接操作相关寄存器。呵呵，这对于玩惯单片机的人来说，真是好消息。
以158引脚为例，阿呆获取的CONTROL_PADCONF_x Registers值为0x0004，果然是没有设置读使能。真是奇怪，按照阿呆的思路，应该是设置好的：
在相应架构的mux.c文件里面添加：
1:
MUX_CFG_34XX("GPIO158", 0x190,
OMAP34XX_MUX_MODE4 | OMAP34XX_PIN_INPUT_PULLUP)
#define OMAP34XX_PIN_INPUT OMAP3_INPUT_EN
#define OMAP34XX_PIN_INPUT_PULLUP (OMAP2_PULL_ENA | OMAP3_INPUT_EN \
| OMAP2_PULL_UP)
#define OMAP2_PULL_ENA (1 << 3)
#define OMAP2_PULL_UP (1 << 4)
2:在board-omap3devkit8000.c文件的 void __init omap3_devkit8000_init(void)函数中添加：omap_cfg_reg(GPIO158);
结果很让人费解，回头等阿呆对Linux熟悉了在考虑一下这个问题吧。
那么，这样就已经知道问题所在了，只要把CONTROL_PADCONF_x Registers的读控制位使能就可以了，上下拉电阻，根据需要了。
下面代码是利用内存映射的方式，设置好该位的方法
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
main()
{
int i;
int fdm;
char* mem;
char *buff = "HELLO";
if((fdm = open ("/dev/mem", O_RDWR)) < 0)
{
perror ("open error");
return -1;
}
//map physical memory 0-10 bytes
// mem = mmap (0, 0x3c, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fdm, 0x49056000);
mem = mmap (0,0x200, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fdm, 0x48002000);
if (mem == MAP_FAILED) {
perror ("mmap error:");
return 1;
}
//Read old value
for (i = 0; i <0x10; i++)
{
if(i%4==0)printf("\nold mem[%x]:",0x190+i);
printf(" %x", mem[0x190+i]);
}
printf("\n");
mem[0x191] = 0x01; //将158引脚输入功能使能
for (i = 0; i <0x10; i++)
{
if(i%4==0)printf("\nnew mem[%x]:",0x190+i);
printf(" %x", mem[0x190+i]);
}
printf("\n");
munmap (mem, 0x3c); //destroy map memory
close (fdm); //close file
return 0;
}
驱动程序如下：编译方法见《能读不能写》
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <mach/mux.h>
#include <media/v4l2-common.h>
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static int gpio_open(struct inode *inode,struct file *file)
{
//printk(KERN_WARNING"gpio_open success!\n");
return 0;
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static int gpio_close(struct inode *inode,struct file *file)
{
// printk(KERN_WARNING"gpio release \n");
return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static ssize_t gpio_read(struct file *file,char __user *buf, size_t count,loff_t *offset)
{
int i;
i = gpio_get_value(158);
if(1 == i)
copy_to_user(buf,"HIGH",sizeof(buf));
else
copy_to_user(buf,"LOW",sizeof(buf));
return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static ssize_t gpio_write(struct file *file,char __user *buf, size_t count,loff_t *offset)
{
int val;
val = strcmp(buf,"HIGH");
if(!val)
{
switch(count)
{
case 1: gpio_set_value(149,1); break;
case 2: gpio_set_value(156,1); break;
case 3: gpio_set_value(157,1); break;
case 4: gpio_set_value(162,1); break;
default: break;
}
}
else
{
switch(count)
{
case 1: gpio_set_value(149,0);; break;
case 2: gpio_set_value(156,0); break;
case 3: gpio_set_value(157,0); break;
case 4: gpio_set_value(162,0); break;
default:break;
}
}
return 0;
}
//-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static const struct file_operations gpio_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = gpio_open,
.read = gpio_read,
.write=gpio_write,
.release = gpio_close,
};
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static int __init omap3gpio_init(void)
{
int ret = 0;
ret = register_chrdev(0,"gpio",&gpio_ops);
if(ret < 0)
{
printk(KERN_WARNING"gpio register_chrdev faild\n");
return ret;
}
printk(KERN_WARNING"gpio register_chrdev success, major = %d\n", ret);
omap_cfg_reg(GPIO158);
gpio_request(149,"gpio1"); //要求打开149号gpio
gpio_request(156,"gpio2"); //要求打开156号gpio
gpio_request(157,"gpio3"); //要求打开157号gpio
gpio_request(158,"gpio4"); //要求打开158号gpio
gpio_request(162,"gpio5"); //要求打开162号gpio
gpio_direction_input(158); //设置其为输入
gpio_direction_output(149,1); //设置其为输出
gpio_direction_output(156,1); //设置其为输出
gpio_direction_output(157,1); //设置其为输出
gpio_direction_output(162,0); //设置其为输出
return 0;
}
//---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
static void __exit omap3gpio_exit(void)
{
gpio_free(149);
gpio_free(156);
gpio_free(158);
gpio_free(162);
}
module_init(omap3gpio_init);
module_exit(omap3gpio_exit);
MODULE_AUTHOR("ADai");
MODULE_DESCRIPTION("omap3gpio driver");
MODULE_LICENSE("GPL");
测试程序如下：（改程序在Devkit的板子上，158引脚的状态将通过LED3显示出来）
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#define LED3 "/sys/class/leds/led3/brightness"
main()
{
int fd, num=1;
char *pResult;
int f_led3;
unsigned char dat3;
unsigned short address;
unsigned char value;
int i;
int fdm;
char* mem;
char *buff = "HELLO";
pResult = (char *)malloc(5*sizeof(char));
if((f_led3 = open(LED3, O_RDWR)) < 0)
{
printf("error in open %s",LED3);
return -1;
}
printf("Program begin!");
fd=open("/dev/gpio_test",O_RDWR,S_IRWXU|S_IRWXG);// 可 读 写 方 式 打 开 设 备
if(fd!=-1)
{
printf("Open successfully!");
while(1)
{
if(num)
{
num = 0;
write(fd, "HIGH", 3);
usleep(1000000);
}
else
{
num = 1;
write(fd, "LOW", 3);
usleep(1000000);
}
read(fd, pResult,sizeof(pResult));
printf("Reasult: %s\n",pResult);
if(*pResult=='H') dat3='1';
else dat3 = '0';
write(f_led3, &dat3, sizeof(dat3));
}
close(fd);
//关闭设备文件
}
else
printf("Device open failure\n");
}
测试分为三部分：1）insmod gpio_driver.ko，加载gpio驱动
2）mknod /dev/gpio_test c 250 0，创建节点
3）./gpio_setinput
4)./gpio_test
上传一张利用/sys/class/gpio验证读取引脚值成功的图片：
OMAP3530在Linux下实现GPIO的读写操作终于实现了，下一步就是整理一下思路，精简一下代码。
由于这方面基础太差，被这个问题这么了很很很久了，终于把它实现了，心里松了口气，写篇文章小纪念一下。
阿呆 2012年11月26日
这两天又整理了一下改驱动，发现了根源所在，即引脚功能配置寄存器的INPUTENABLE位未被始能：
这里以gpio_158为例，CONTROL_PADCONF_MCBSP1_DX[15:0]，中各个位的含义如下：
第八位INPUTENABLE虽然在初始时有相关初始代码，但是不知道为什么，没有产生效果。把该位置一。再进行其他配置就可以了。
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