Linux系统的GPIO设置（以UpBoard为例）

GPIO往往是通过sys文件系统进行操作的，当我们需要验证一个GPIO口置1还是置0的话，可以通过操作sys文件来完成。
　　UpBoard官方所提供的linux系统已经安装了支持UP-Board的RPi.GPIO和相应的支持。在ubilinux上这些都是可以支持使用的。但是一定要弄清楚引脚图，如果使用官网提供的系统可以按照官网的手册给出的引脚定义，但是如果是按照自己安装的Ubuntu 系统就要按照一般的Linux进行引脚与GPIO的对应的关系，具体如图（这个已经要弄清楚是GPIO对应的那个引脚）：
　　这里看到，这里定义的GPIO号是4那么对应到排针上的位置就是第7个引脚，但是在自己安装的系统中是第4个引脚。

一、概述

通过 sysfs 方式控制 GPIO，先访问 /sys/class/gpio 目录，向 export 文件写入 GPIO 编号，使得该 GPIO 的操作接口从内核空间暴露到用户空间，GPIO 的操作接口包括 direction 和 value 等，direction 控制 GPIO 方向，而 value 可控制 GPIO 输出或获得 GPIO 输入。文件 IO 方式操作 GPIO，使用到了4个函数 open、close、read、write。
　　
　　首先，看看系统中有没有“/sys/class/gpio”这个文件夹。如果没有请在编译内核的时候加入：Device Drivers -> GPIO Support -> /sys/class/gpio/… (sysfs interface)。

二、/sys/class/gpio 的使用说明

如果是在已经适配好的 Linux 内核上，那么相信已经有了完成的 gpiochip，可以在用户空间 /sys/class/gpio 目录下看到如下文件：
export gpiochip0/ gpiochip32/ gpiochip64/ gpiochip96/ unexport
说明：

1、gpio_operation 通过 /sys/ 文件接口操作 IO 端口 GPIO 到文件系统的映射。
2、控制 GPIO 的目录位于 /sys/class/gpio。
3、/sys/class/gpio/export 文件用于通知系统需要导出控制的 GPIO 引脚编号。
4、/sys/class/gpio/unexport 用于通知系统取消导出。
5、/sys/class/gpio/gpiochipX 目录保存系统中 GPIO 寄存器的信息，包括每个寄存器控制引脚的起始编号 base，寄存器名称，引脚总数。

三、导出一个引脚的操作步骤

具体GPIO 需要参考数据手册，个别的有计算的公式。
1、首先计算此引脚编号。
引脚编号 = 控制引脚的寄存器基数 + 控制引脚寄存器位数
举个栗子（具体 GPIO 需要参考数据手册），如果使想用 GPIO1_20，那么引脚编号就可能等于 1 x 32 + 20 = 54。
2、向 /sys/class/gpio/export 写入此编号，比如12号引脚，在 shell 中可以通过以下命令实现：

 echo 12 > /sys/class/gpio/export

如果出现权限不够用的情况下要改变权限(Permission denied)，下面操作中很多步提示这个问题

sudo chmod 777 /sys/class/gpio/export

命令成功后生成 /sys/class/gpio/gpio12 目录，如果没有出现相应的目录，说明此引脚不可导出。

如果提示下面的错误，说明可能对应的端口不对。

3、direction 文件，定义输入输入方向，可以通过下面命令定义为输出。

echo out > /sys/class/gpio/gpio12/direction

direction 接受的参数可以是：in、out、high、low。其中参数 high / low 在设置方向为输出的同时，将 value 设置为相应的 1 / 0。
4、value 文件是端口的数值，为1或0，通过下面命令将 gpio12 设置为高电平。

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio12/value

下面进行一下总结程序：

1、导出
echo 44 > /sys/class/gpio/export2、设置方向
echo out > /sys/class/gpio/gpio44/direction3、查看方向
cat /sys/class/gpio/gpio44/direction4、设置输出
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio44/value5、查看输出值
cat /sys/class/gpio/gpio44/value6、取消导出echo 44 > /sys/class/gpio/unexport

五、文件读写例程

1、在用户空间使用

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>//芯片复位引脚: P1_16
#define SYSFS_GPIO_EXPORT           "/sys/class/gpio/export"
#define SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL      "48"
#define SYSFS_GPIO_RST_DIR          "/sys/class/gpio/gpio48/direction"
#define SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL      "OUT"
#define SYSFS_GPIO_RST_VAL          "/sys/class/gpio/gpio48/value"
#define SYSFS_GPIO_RST_VAL_H        "1"
#define SYSFS_GPIO_RST_VAL_L        "0"int main()
{int fd;//打开端口/sys/class/gpio# echo 48 > exportfd = open(SYSFS_GPIO_EXPORT, O_WRONLY);if(fd == -1){printf("ERR: Radio hard reset pin open error.\n");return EXIT_FAILURE;}write(fd, SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL ,sizeof(SYSFS_GPIO_RST_PIN_VAL));close(fd);//设置端口方向/sys/class/gpio/gpio48# echo out > directionfd = open(SYSFS_GPIO_RST_DIR, O_WRONLY);if(fd == -1){printf("ERR: Radio hard reset pin direction open error.\n");return EXIT_FAILURE;}write(fd, SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_DIR_VAL));close(fd);//输出复位信号: 拉高>100nsfd = open(SYSFS_GPIO_RST_VAL, O_RDWR);if(fd == -1){printf("ERR: Radio hard reset pin value open error.\n");return EXIT_FAILURE;}      while(1){write(fd, SYSFS_GPIO_RST_VAL_H, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_VAL_H));usleep(1000000);write(fd, SYSFS_GPIO_RST_VAL_L, sizeof(SYSFS_GPIO_RST_VAL_L));usleep(1000000);}close(fd);printf("INFO: Radio hard reset pin value open error.\n");return 0;}

除了上述例程的操作方法外，我们还可以有更简单地做法，就是编写 Shell 脚本。例如：

#!/bin/bash
echo 48 > /sys/class/gpio/gpio48/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio48/direction
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio48/value
usleep 1000
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio48/value

2.在内核空间使用

#include <linux/gpio.h>// 这里是配置成输出，默认高电平，名称为“gpio1_20”（就是给你的IO口取个名字）
gpio_request_one(54, GPIOF_INIT_HIGH, "gpio1_20")
// 这个就是配置成输入。
gpio_request_one(54, GPIOF_IN, "gpio1_20")
// 使用完后别忘了free
gpio_free(54);

感谢下面博主的帮助：
Upboard的GPIO设置
Linux下用文件IO的方式操作GPIO（/sys/class/gpio）
Linux Kernel 控制 GPIO LED 闪烁 (Blink)