gpio IOCTL控制

之前工作的时候，linux下用过GPIO的，无非就是配置输出输入模式，set/get value ，或者是gpio中断之类的，用户态配置GPIO主要是两种方式：用户态使用mmap直接将GPIO 地址映射过来，操作地址， 或者 IOCTL发命令给内核，内核来控制，最近半年都在写单片机的代码。时间久了有点忘了，最近使用都是偷懒直接使用了/sys下的设备，通过
system("echo \"out\" > /sys/class/gpio/gpio47/direction"); 这种方法去配置GPIO ，程序跑起来会经常出现sh: write error: Device or resource busy 这种问题，所以感觉还是使用IOCTL来管理GPIO 口，网上找了找，http://blog.csdn.net/oyhb_1992/article/details/77227276 大概参照这位大侠的用法。。先记下来，改改代码，再继续编辑

9月20日更新，参照网上的例子，写了些代码，期间简单学习了下IOCTL参数及幻数的用法，思路很简单，编写一个模块，里面初始化gpio，执行对于的IOCTL操作，只是简单实现了read/write gpio vlaue的功能，set output/input 因为用不到没有去实现，测试正常

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/uaccess.h> 
//#include <linux/moduleparam.h>
//#include <linux/slab.h>//kcalloc,kzalloc等内存分配函数

//---------ioctl------------
#include <linux/ioctl.h>

//---------misc_register----
#include <linux/miscdevice.h>

//----------cdev--------------
#include <linux/cdev.h>

//----------delay-------------
#include <linux/delay.h>

//----------GPIO---------------
#include <mach/gpio.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <mach/regs-gpio.h>
//#include <plat/gpio-cfg.h>

//#define MISC_DYNAMIC_MINOR 0
#define DEVICE_NAME "gpio_ctrl"
//静态映射的管脚虚拟地址
static int gpios[] = {
        NUC970_PB15,//reset gps
        NUC970_PH10,//reset 4g
        NUC970_PH13,//do1
        NUC970_PH14,//12v
        NUC970_PH15,//do2
        NUC970_PI5,
        NUC970_PI8,
        NUC970_PI9,
        NUC970_PI10,
        NUC970_PI11,
};//4个LED
#define GPIO_NUM        ARRAY_SIZE(gpios)
#define GET_CMD_MAGIC 0xde              //type字段，由于字段宽度为8 bits，所以不能大于0xff
#define SET_CMD_MAGIC 0xdf              //type字段，由于字段宽度为8 bits，所以不能大于0xff
#define GET_CMD  _IOWR(GET_CMD_MAGIC,0,unsigned int)
#define SET_CMD  _IOW(SET_CMD_MAGIC,0,unsigned int)           
struct ioctl_data{
        int gpionum;
        int value;
};
static long gpio_ctrl_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd,
                unsigned long arg)    //第二个参数是命令号，第三个参数是附加参数
{
        int ret = 0;

        struct ioctl_data val;    
        switch(cmd) {
                case SET_CMD:     //命令码：如果写规范格式如：#define LED2_OFF _IOR(‘L’,0,unsigned char) 
                        if(copy_from_user(&val, (struct ioctl_data *)arg, sizeof(struct ioctl_data))){
                                ret = - EFAULT;
                                return ret;
                        }
                        gpio_set_value(val.gpionum,val.value);
                        printk(DEVICE_NAME": gpio %d set value %d\n", val.gpionum,val.value);    
                        break;
                case GET_CMD:     //命令码：如果写规范格式如：#define LED2_ON _IOR(‘L’,1,unsigned char) 也可以把命令码放在一个头文件里，应用和驱动都包含它
                        if(copy_from_user(&val, (struct ioctl_data *)arg, sizeof(struct ioctl_data))){
                                return -EFAULT;
                        }

                        val.value = gpio_get_value(val.gpionum);//
                        printk(DEVICE_NAME": gpio %d value %d\n", val.gpionum,val.value);
                        //        retval = copy_to_user((unsigned int *)arg, &phone_num, sizeof(unsigned int));
                        if(copy_to_user((struct ioctl_data *)arg,&val,sizeof(struct ioctl_data))){
                                return -EFAULT;
                        }
                        break;

                default:
                        return -EINVAL;
        }
        return 0;
}

static struct file_operations gpio_ctrl_dev_fops = {
        .owner            = THIS_MODULE,
        .unlocked_ioctl    = gpio_ctrl_ioctl,
};

//----------------miscdevice------------------
static struct miscdevice gpio_ctrl_dev = {
        .minor            = MISC_DYNAMIC_MINOR,
        .name            = DEVICE_NAME,
        .fops            = &gpio_ctrl_dev_fops,
};
//--------------------------------------------


static int __init gpio_ctrl_dev_init(void) {
        int ret;
        int i;
        //申请gpio,只有在gpio_request后才可以调用gpio_set_value,gpio_get_value等函数
        for (i = 0; i < GPIO_NUM; i++) {
                ret = gpio_request(gpios[i], "GPIOCTRL");//申请GPIO口
                if (ret) {
                        printk("%s: request GPIO %d  failed, ret = %d\n", DEVICE_NAME,
                                        gpios[i], ret);
                        return ret;
                }

                gpio_direction_output(gpios[i],1);
                //也可以用函数gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);
        //        gpio_set_value(led_gpios[i], 1);//初始化GPIO口的值
        }

        ret = misc_register(&gpio_ctrl_dev);//注册混杂设备

        printk(DEVICE_NAME"\tinitialized\n");
//        printk("led num is: %d\n",LED_NUM);
        return ret;
}

static void __exit gpio_ctrl_dev_exit(void) {
        int i;

        for (i = 0; i < GPIO_NUM; i++) {
                gpio_free(gpios[i]);//释放GPIO口
        }

        misc_deregister(&gpio_ctrl_dev);//注销设备
}

module_init(gpio_ctrl_dev_init);
module_exit(gpio_ctrl_dev_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("");

用户态代码：

//应用程序设计

#include <stdio.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>//read,write等等
#include <fcntl.h>

#define GET_CMD_MAGIC 0xde              //type字段，由于字段宽度为8 bits，所以不能大于0xff
#define SET_CMD_MAGIC 0xdf              //type字段，由于字段宽度为8 bits，所以不能大于0xff
#define GET_CMD  _IOWR(GET_CMD_MAGIC,0,unsigned int)
#define SET_CMD  _IOW(SET_CMD_MAGIC,0,unsigned int)           
struct ioctl_data{
        int gpionum;
        int value;
};
int main(int argc,char *argv[])
{
    int fd;
    struct ioctl_data val;
    val.gpionum = 237;
    val.value = atoi(argv[1]);
    if ((fd=open("/dev/gpio_ctrl",O_RDWR /*| O_NDELAY | O_NOCTTY*/)) < 0)
    {
        printf("Open Device  failed.\r\n");
        exit(1);
    }
    else
    {
        printf("Open Device  successed.\r\n");
    }


        if(ioctl(fd,SET_CMD,&val)<0)//命令附加参数是atoi(argv[2])
        {
            printf("ioctl err!!\n");     
        }
    close(fd);
}



/*应用层里ioctl函数的原型是：
*#man ioctl 
*int ioctl(int d, int request, ...)
*内核驱动源码里ioctl函数的原型是：
*long (*unlocked_ioctl) (struct file *, unsigned int, unsigned long);
*可以知道虽然应用层是可变参数...，但是实际上应用层和驱动层的ioctl函数是对应的，
*所以我们知道，虽然应用层是用...，表示ioctl参数，但是我们应该明白
*应用层的ioctl函数的参数最多只能有3个
*/