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使用/dev/mem記憶體對映的方式操做GPIO口

使用的是全志H3的晶片,執行Debian Desktop系統的ARM版本Armbian,要控制外部幾個IO口,能夠使用不少種方法,若是對GPIO的操做速度有要求就須要使用直接操做記憶體暫存器的方式來控制GPIO口。AllWinner的官方資料手冊文件上介紹了GPIO的暫存器內容:函式

GPIO暫存器對映表spa

GPIO配置暫存器code

GPIO的暫存器在記憶體的基地址是0x01C20800,因此要將0x01C20800以後的內容對映到程序的虛擬記憶體之中,使用的mmap函式,這個函式的使用有很多限制,好比最後一個引數offset的意思是要被對映的實體記憶體地址偏移量,好比這裡就是0x01C20800,可是要求這個offset必須是頁大小的整倍數,因此這裡0x01C20800

並不能直接做為offset值,須要向前擷取到為頁大小整倍數的地址,而後在對映後的虛擬地址上加上多餘的偏移量,具體程式執行以下面的GPIO_Init函式中的操做方法。程序

下面是gpio.c檔案的內容:記憶體

#include "gpio.h"  

PIO_Map *PIO = NULL;
unsigned int *gpio_map;

void GPIO_Init(void)
{
	unsigned int fd;
	unsigned int addr_start, addr_offset;
	unsigned int PageSize, PageMask;
	
	if((fd = open("/dev/mem",O_RDWR)) == -1)
	{
		printf("open error\r\n");
		return;
	}

	PageSize = sysconf(_SC_PAGESIZE);	//頁大小
	PageMask = (~(PageSize-1));			//頁掩碼
	printf("PageSize:%d,PageMask:%.8X\r\n",PageSize,PageMask);
#pio_ase_address 暫存器實體地址
	addr_start = PIO_BASE_ADDRESS & PageMask;
	addr_offset = PIO_BASE_ADDRESS & ~PageMask
; printf("addr_start:%.8X,addr_offset:%.8X\r\n",addr_start,addr_offset); if((gpio_map = mmap(NULL,PageSize*2,PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED,fd,addr_start)) == NULL) { printf("mmap error\r\n"); close(fd); return; } printf("gpio_map:%.8X\r\n",gpio_map); PIO = (PIO_Map *)((unsigned int)gpio_map + addr_offset); printf("PIO:%.8X\r\n",PIO); close(fd); } void GPIO_ConfigPin(PORT port,unsigned int pin,PIN_MODE mode) { if (gpio_map == NULL) return; PIO->Pn[port].CFG[pin / 8] &= ~((unsigned int)0x07 << pin % 8 * 4); PIO->Pn[port].CFG[pin / 8] |= ((unsigned int)mode << pin % 8 * 4); } void GPIO_SetPin(PORT port,unsigned int pin,unsigned int level) { if (gpio_map == NULL) return; if(level) PIO->Pn[port].DAT |= (1 << pin); else PIO->Pn[port].DAT &= ~(1 << pin); }

下面是gpio.h檔案:文件

#ifndef __GPIO_H__
#define __GPIO_H__
	#include<stdio.h>  
	#include<unistd.h>  
	#include<sys/mman.h>  
	#include<sys/types.h>  
	#include<sys/stat.h>  
	#include<fcntl.h> 
	
	#define PIO_BASE_ADDRESS	0x01C20800

	typedef struct
	{
		unsigned int CFG[4];
		unsigned int DAT ;
		unsigned int DRV0;
		unsigned int DRV1;
		unsigned int PUL0;
		unsigned int PUL1;
	}PIO_Struct;

	typedef struct
	{
		PIO_Struct Pn[7];
	}PIO_Map;

	typedef enum
	{
		PA = 0,
		PB = 1,
		PC = 2,
		PD = 3,
		PE = 4,
		PF = 5,
		PG = 6,
	}PORT;

	typedef enum
	{
		IN			= 0x00,
		OUT			= 0x01,
		AUX			= 0x02,
		INT			= 0x06,
		DISABLE		= 0x07,
	}PIN_MODE;

	extern PIO_Map *PIO;
	
	void GPIO_Init(void);
	void GPIO_ConfigPin(PORT port,unsigned int pin,PIN_MODE mode);
	void GPIO_SetPin(PORT port,unsigned int pin,unsigned int level);
	unsigned int GPIO_GetPin(PORT port,unsigned int pin);
	void GPIO_Free(void);
#endif

主檔案main.c以下:

#include<stdio.h>  
#include<unistd.h>  
#include<sys/mman.h>  
#include<sys/types.h>  
#include<sys/stat.h>  
#include<fcntl.h> 
#include "gpio.h"  

int main()
{
	GPIO_Init();
	
	int a = 0;
	GPIO_ConfigPin(PA,15,OUT);
	while(1)
	{
		GPIO_SetPin(PA,15,a = ~a);
		usleep(100000);
	}
	
	GPIO_Free();
}