Embedded 通过/dev/mem驱动Beaglebone GPIO
我正试图写一个C程序来让Beaglebone上的LED灯闪烁。我知道我可以使用sysfs方法……但是我想看看是否有可能得到与/dev/mem映射物理地址空间相同的结果 我有一个头文件beaglebonegpio.h，包含以下内容：Embedded 通过/dev/mem驱动Beaglebone GPIO,embedded,embedded-linux,mmap,gpio,Embedded,Embedded Linux,Mmap,Gpio,我正试图写一个C程序来让Beaglebone上的LED灯闪烁。我知道我可以使用sysfs方法……但是我想看看是否有可能得到与/dev/mem映射物理地址空间相同的结果 我有一个头文件beaglebonegpio.h，包含以下内容： #ifndef _BEAGLEBONE_GPIO_H_ #define _BEAGLEBONE_GPIO_H_ #define GPIO1_START_ADDR 0x4804C000 #define GPIO1_END_ADDR 0x4804DFFF #define
#ifndef _BEAGLEBONE_GPIO_H_
#define _BEAGLEBONE_GPIO_H_
#define GPIO1_START_ADDR 0x4804C000
#define GPIO1_END_ADDR 0x4804DFFF
#define GPIO1_SIZE (GPIO1_END_ADDR - GPIO1_START_ADDR)
#define GPIO_OE 0x134
#define GPIO_SETDATAOUT 0x194
#define GPIO_CLEARDATAOUT 0x190
#define USR0_LED (1<<21)
#define USR1_LED (1<<22)
#define USR2_LED (1<<23)
#define USR3_LED (1<<24)
#endif
pio_addr = mmap(0, GPIO1_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO1_START_ADDR);
小心点。乍一看，这是可行的，但它会直接写入GPIO控制器驱动程序认为自己拥有的寄存器。它会导致奇怪的、难以追踪的副作用，无论是在这条GPIO线上还是在同一银行的GPIO上。要使其可靠工作，您需要从内核GPIO驱动程序禁用整个库。原始帖子中显示的代码不适用于最新的Beaglebone Black及其相关的3.12内核。控制寄存器偏移量似乎已经改变；验证以下代码是否正常工作：
#define GPIO0_BASE 0x44E07000
#define GPIO1_BASE 0x4804C000
#define GPIO2_BASE 0x481AC000
#define GPIO3_BASE 0x481AE000
#define GPIO_SIZE 0x00000FFF
// OE: 0 is output, 1 is input
#define GPIO_OE 0x14d
#define GPIO_IN 0x14e
#define GPIO_OUT 0x14f
#define USR0_LED (1<<21)
#define USR1_LED (1<<22)
#define USR2_LED (1<<23)
#define USR3_LED (1<<24)
int mem_fd;
char *gpio_mem, *gpio_map;
// I/O access
volatile unsigned *gpio;
static void io_setup(void)
{
// Enable all GPIO banks
// Without this, access to deactivated banks (i.e. those with no clock source set up) will (logically) fail with SIGBUS
// Idea taken from https://groups.google.com/forum/#!msg/beagleboard/OYFp4EXawiI/Mq6s3sg14HoJ
system("echo 5 > /sys/class/gpio/export");
system("echo 65 > /sys/class/gpio/export");
system("echo 105 > /sys/class/gpio/export");
/* open /dev/mem */
if ((mem_fd = open("/dev/mem", O_RDWR|O_SYNC) ) < 0) {
printf("can't open /dev/mem \n");
exit (-1);
}
/* mmap GPIO */
gpio_map = (char *)mmap(
0,
GPIO_SIZE,
PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED,
mem_fd,
GPIO1_BASE
);
if (gpio_map == MAP_FAILED) {
printf("mmap error %d\n", (int)gpio_map);
exit (-1);
}
// Always use the volatile pointer!
gpio = (volatile unsigned *)gpio_map;
// Get direction control register contents
unsigned int creg = *(gpio + GPIO_OE);
// Set outputs
creg = creg & (~USR0_LED);
creg = creg & (~USR1_LED);
creg = creg & (~USR2_LED);
creg = creg & (~USR3_LED);
// Set new direction control register contents
*(gpio + GPIO_OE) = creg;
}
int main(int argc, char **argv)
{
io_setup();
while (1) {
// Set LEDs
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) | USR0_LED;
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) | USR1_LED;
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) | USR2_LED;
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) | USR3_LED;
sleep(1);
// Clear LEDs
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) & (~USR0_LED);
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) & (~USR1_LED);
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) & (~USR2_LED);
*(gpio + GPIO_OUT) = *(gpio + GPIO_OUT) & (~USR3_LED);
sleep(1);
}
return 0;
}
#定义GPIO0_基0x44E07000
#定义GPIO1_基0x4804C000
#定义GPIO2_基0x481AC000
#定义GPIO3_基0x481AE000
#定义GPIO_大小0x00000FFF
//OE:0为输出，1为输入
#定义GPIO_OE 0x14d
#在0x14e中定义GPIO_
#定义GPIO_输出0x14f
#定义USR0_LED（1您可能还需要为您试图在用户空间中控制的任何硬件启用时钟。幸运的是，您可以使用dev/mem和mmap（）来处理特定硬件的时钟控制寄存器，如我为启用SPI0而编写的代码：
（定义值均来自spruh73i.pdf寄存器说明）
#定义时钟控制寄存器的每个基址0x44E00000/*的CM*/
#根据SPI0时钟控制寄存器的偏移量定义CM_PER_SPI0_CLKCTRL 0x4C/**/
#定义SPIO_CLKCTRL_MODE_ENABLE 2/*值以启用SPI0时钟*/
int mem；//用于/dev/mem的句柄
int InitSlaveSPI（void）//将SPI硬件映射到用户空间
{
char*pClockControl；//指向时钟控制寄存器块的指针（由操作系统虚拟化）
无符号整数值；
//打开/dev/mem：
如果（（mem=open（“/dev/mem”，O|RDWR | O|u SYNC））<0）
{
printf（“无法打开/dev/mem\n”）；
返回1；
}
printf（“Opened/dev/mem\n”）；
//将指针映射到时钟控制块：
pClockControl=（char*）mmap（0，4096，PROT_READ | PROT_WRITE，MAP_SHARED，mem，CM_PER_BASE）；
if（pClockControl==（char*）0xFFFFFFFF）
{
printf（“内存映射失败。错误%i\n”，（uint32\u t）pClockControl）；
关闭（mem）；
返回2；
}
值=*（uint32\u t*）（pClockControl+CM\u/u SPI0\u CLKCTRL）；
printf（“CM\u PER\u SPI0\u CLKCTRL为0x%08X\n”，值）；
*（uint32_t*）（pClockControl+CM_PER_SPI0_CLKCTRL）=SPIO_CLKCTRL_MODE_ENABLE；
值=*（uint32\u t*）（pClockControl+CM\u/u SPI0\u CLKCTRL）；
printf（“CM\u PER\u SPI0\u CLKCTRL现在为0x%08X\n”，值）；
munmap（pClockControl，4096）；//释放此内存映射元素
一旦我执行了这个代码片段，我就可以使用另一个mmap（）访问SPI0寄存器指针。如果我没有首先启用SPI0模块时钟，那么当我尝试访问这些SPI寄存器时会出现总线错误。启用时钟是持久性的：一旦以这种方式启用，它将一直保持，直到您禁用它，或者可能直到您使用spidev并关闭它，或者重新启动。因此，如果您的应用程序使用了您启用的硬件，您可以可能要禁用它以节省电源。REF:madscienceist159
// OE: 0 is output, 1 is input
#define GPIO_OE 0x14d
#define GPIO_IN 0x14e
#define GPIO_OUT 0x14f
should be
// OE: 0 is output, 1 is input
#define GPIO_OE 0x4d
#define GPIO_IN 0x4e
#define GPIO_OUT 0x4f
从无符号字符地址派生的无符号整数偏移地址这一异常现象似乎是AM335x芯片中地址解码不完整的产物。0x4D、0x4E和0x4F作为访问这些寄存器的基址偏移量工作是有意义的。C/C++指针算术将这些偏移量乘以4，得到真值0x134、0x138和0x13C的偏移量。但是，这些寄存器的“影子”副本可以通过0x14D、0x14E和0x14F访问。我已经验证了这两组偏移量都有效。我没有尝试0x24D等
GPIO_CLEARDATAOUT寄存器可以使用偏移量0x64访问，GPIO_SETDATAOUT寄存器可以使用偏移量0x65访问。用于启用GPIO组
enableClockModules () {
// Enable disabled GPIO module clocks.
if (mapAddress[(CM_WKUP_GPIO0_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_WKUP_GPIO0_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_WKUP_GPIO0_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
if (mapAddress[(CM_PER_GPIO1_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_PER_GPIO1_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_PER_GPIO1_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
if (mapAddress[(CM_PER_GPIO2_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_PER_GPIO2_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_PER_GPIO2_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
if (mapAddress[(CM_PER_GPIO3_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_PER_GPIO3_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_PER_GPIO3_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
}
在哪里
MMAP_偏移量=0x44C00000
MMAP_大小=0x481AEFFF-MMAP_偏移量
GPIO_寄存器_大小=4
MODULEMODE_ENABLE=0x02
IDLEST_掩码=（0x03我找到了解决方案…只需要在mmap中使用MAP_SHARED，而不是MAP_PRIVATE。无论如何，我保留该问题。也许它对其他人有用。回答自己的问题是一种完美的做法，只要其他人也有公平的机会回答。你确定这就是我认为你需要的修复方法吗d在mmap中使用MAP_SHARED而不是MAP_PRIVATE。您能解释为什么需要MAP_SHARED吗？@RicoRico MAP_SHARED意味着对mmap区域的写入会提交回映射内存区域…而MAP_PRIVATE不会发生这种情况，这会导致由于写入时复制而将数据复制到不同的内存区域。您好，谢谢代码。只是想知道为什么不使用类似于close（mem_fd）的东西来关闭它作为一个新手，我只想知道是否有必要关闭它？偏移地址错误。将其更正为0x4d，0x4e，0x4f而不是0x14d，0x14e，0x14f谢谢关于在访问银行之前导出的提示，这是一个很难调试的提示。有没有办法禁用GPIO控制器驱动程序以避免这一问题？您不需要调用析构函数在C++中，当对象被破坏时（它是通过为堆栈分配的对象留下范围，或者当为堆分配对象使用DELASE）自动完成的。同样，不需要将枚举提取到未签名的字符，它实际上并不快，SI。
#define CM_PER_BASE 0x44E00000 /* base address of clock control regs */
#define CM_PER_SPI0_CLKCTRL 0x4C /* offset of SPI0 clock control reg */
#define SPIO_CLKCTRL_MODE_ENABLE 2 /* value to enable SPI0 clock */
int mem; // handle for /dev/mem
int InitSlaveSPI(void) // maps the SPI hardware into user space
{
char *pClockControl; // pointer to clock controlregister block (virtualized by OS)
unsigned int value;
// Open /dev/mem:
if ((mem = open ("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC)) < 0)
{
printf("Cannot open /dev/mem\n");
return 1;
}
printf("Opened /dev/mem\n");
// map a pointer to the clock control block:
pClockControl = (char *)mmap(0, 4096, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, mem, CM_PER_BASE);
if(pClockControl == (char *)0xFFFFFFFF)
{
printf("Memory map failed. error %i\n", (uint32_t)pClockControl);
close( mem );
return 2;
}
value = *(uint32_t *)(pClockControl + CM_PER_SPI0_CLKCTRL);
printf("CM_PER_SPI0_CLKCTRL was 0x%08X\n", value);
*(uint32_t *)(pClockControl + CM_PER_SPI0_CLKCTRL) = SPIO_CLKCTRL_MODE_ENABLE;
value = *(uint32_t *)(pClockControl + CM_PER_SPI0_CLKCTRL);
printf("CM_PER_SPI0_CLKCTRL now 0x%08X\n", value);
munmap( pClockControl, 4096 ); // free this memory map element
// OE: 0 is output, 1 is input
#define GPIO_OE 0x14d
#define GPIO_IN 0x14e
#define GPIO_OUT 0x14f
should be
// OE: 0 is output, 1 is input
#define GPIO_OE 0x4d
#define GPIO_IN 0x4e
#define GPIO_OUT 0x4f
enableClockModules () {
// Enable disabled GPIO module clocks.
if (mapAddress[(CM_WKUP_GPIO0_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_WKUP_GPIO0_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_WKUP_GPIO0_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
if (mapAddress[(CM_PER_GPIO1_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_PER_GPIO1_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_PER_GPIO1_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
if (mapAddress[(CM_PER_GPIO2_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_PER_GPIO2_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_PER_GPIO2_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
if (mapAddress[(CM_PER_GPIO3_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK) {
mapAddress[(CM_PER_GPIO3_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] |= MODULEMODE_ENABLE;
// Wait for the enable complete.
while (mapAddress[(CM_PER_GPIO3_CLKCTRL - MMAP_OFFSET) / GPIO_REGISTER_SIZE] & IDLEST_MASK);
}
}