在Linux系统里操作GPIO的方法有以下几个：

1. 写驱动的方式

需要自己编写linux驱动，在驱动里操控GPIO，应用通过驱动提供的节点来控制GPIO。优点是结构清晰，可扩展性强，比较灵活。缺点是实现的过程比较繁琐。

编写驱动可能会用到的kernel函数：

检查GPIO是不是有效的：

int gpio_is_valid(int number);

设备GPIO的方向(输入/输出)：

/* set as input or output, returning 0 or negative errno */

int gpio_direction_input(unsigned gpio);

int gpio_direction_output(unsigned gpio, int value);

请求GPIO的资源：

/* request GPIO, returning 0 or negative errno.

* non-null labels may be useful for diagnostics.

*/

int gpio_request(unsigned gpio, const char *label);

清除GPIO资源：

/* release previously-claimed GPIO */

void gpio_free(unsigned gpio);

读取GPIO的状态：

/* GPIO INPUT:  return zero or nonzero */

int gpio_get_value(unsigned gpio);

设备GPIO的状态：

/* GPIO OUTPUT */

void gpio_set_value(unsigned gpio, int value);

详情请参考linuxdir/documentation/gpio.txt

2. 通过linux提供的用户空间

通过在用户空间上来操作GPIO，控制入口在：/sys/class/gpio/。不过需要打开kernel中的相应的选项：Device Drivers->GPIO Support->/sys/class/gpio/... (sysfs nterface)。

优点是简单方便，缺点是可扩展性差。

往export中写入GPIO的号，将会打开Kernel提供的GPIO的用户空间入口。

例如:  "echo 19 > export" 将会创建一个 "gpio19" 的文件夹。

往unexport文件中写入GPIO号，将会关闭之前用export打开的入口。

例如:  "echo 19 > unexport" 将会回收"gpio19"的文件夹。

GPIO文件夹中的属性有以下几个(如/sys/class/gpio/gpio19)

/sys/class/gpio/gpioN/

"direction" 用来设置或读取GPIO的方向。可以设置成"in" 或者 "out".

"value" 用来设置或读取GPIO的值：0或者1. "echo 1 > value"将会把GPION设置成高电平。

"edge" 用来设置中断类型。可以是"none", "rising", "falling", 或者

"both". 只有中断类型可以配置的GPIO才会有这个属性。

"active_low" 设置低电平有效。可以是0或1。

详情请参考linuxdir/documentation/gpio.txt

3. 直接操作/dev/mem

可以直接对/dev/mem节点的内存进行读写来操作GPIO。不过需要参考CPU的datasheet，找到相应的GPIO的寄存器地址。

优点是方便，灵活，缺点是GPIO的寄存器地址不易得到。

下面的函数可以得到GPIO的起始地址，然后可以参考datasheet，对GPIO的方向，功能，和值进行设备。只需要对下面函数中得到的gpio的地址进行操作即可。

int GPIOSetup()

{

int fd = -1;

if ((fd = open ("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC) ) < 0)

{

printf ("wiringPiSetup: Unable to open /dev/mem: %s\n", strerror (errno)) ;

return 0;

}

// GPIO:

gpio = (uint32_t *)mmap(0, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO_BASE) ;

if ((int32_t)gpio == -1)

{

printf("wiringPiSetup: mmap (GPIO) failed: %s\n", strerror (errno)) ;

return 0;

}

return 1;

}

这个是完整的程序，是在基于Raspberry Pi的平台上进行操作的。

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#define BCM2708_PERI_BASE                     0x20000000

#define GPIO_BASE (BCM2708_PERI_BASE + 0x00200000)

#define BLOCK_SIZE (4*1024)

#define INPUT 0

#define OUTPUT 1

#define LOW 0

#define HIGH 1

static volatile uint32_t *gpio ;

static uint8_t gpioToGPSET [] =

{

7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,

8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,

} ;

// gpioToGPCLR:

// (Word) offset to the GPIO Clear registers for each GPIO pin

static uint8_t gpioToGPCLR [] =

{

10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,

11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,

} ;

// gpioToGPFSEL:

// Map a BCM_GPIO pin to it's Function Selection

// control port. (GPFSEL 0-5)

// Groups of 10 - 3 bits per Function - 30 bits per port

static uint8_t gpioToGPFSEL [] =

{

0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,

1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,

2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,

3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,

4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,

5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,

} ;

// gpioToShift

// Define the shift up for the 3 bits per pin in each GPFSEL port

static uint8_t gpioToShift [] =

{

0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,

0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,

0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,

0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,

0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,

} ;

int GPIOSetup()

{

int fd = -1;

if ((fd = open ("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC) ) < 0)

{

printf ("wiringPiSetup: Unable to open /dev/mem: %s\n", strerror (errno)) ;

return 0;

}

// GPIO:

gpio = (uint32_t *)mmap(0, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO_BASE) ;

if ((int32_t)gpio == -1)

{

printf("wiringPiSetup: mmap (GPIO) failed: %s\n", strerror (errno)) ;

return 0;

}

return 1;

}

int GPIOSetPinMode(int nPin, int mode)

{

int    fSel = 0, shift = 0;

fSel    = gpioToGPFSEL [nPin] ;

shift   = gpioToShift  [nPin] ;

if (mode == INPUT)

*(gpio + fSel) = (*(gpio + fSel) & ~(7 << shift)) ; // Sets bits to zero = input

else if (mode == OUTPUT)

*(gpio + fSel) = (*(gpio + fSel) & ~(7 << shift)) | (1 << shift) ;

return 0;

}

int GPIOSetPin(int nPin, int value)

{

if (value == LOW)

*(gpio + gpioToGPCLR [nPin]) = 1 << (nPin & 31) ;

else

*(gpio + gpioToGPSET [nPin]) = 1 << (nPin & 31) ;

}