【Raspberry Pi】ユーザランドからレジスタ経由でGPIOを制御する小さなメモ

前提

• GPIO21を出力させる
• Raspberry Pi Model B+(多分)

コード

includeしてるヘッダは適当

test.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdint-gcc.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/mman.h>

void main(void){
        volatile uint32_t        *gpio_base = NULL;
        int fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC );
        void *gpio_mmap = mmap(NULL, 4096, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0x20200000);
        //0x20200000
        gpio_base = (volatile uint32_t *)gpio_mmap;
        //GPFSEL2の4bit目を1にする
        gpio_base[2] = 0x8;
        //GPSET0レジスタの21bit目を1にする
        gpio_base[7] = 0x200000;
        //GPCLR0レジスタの21bit目を1にする
    //    gpio_base[10] = 0x200000;
}

メモ

• GPIOのレジスタは物理メモリアドレス0x20200000から割り当てられている
  • 具体的なマッピングは↓の本等参照
• 出力の操作の流れは
  • GPFSEL2レジスタ(=0x20200008)でGPIO毎の機能を切り替える（シリアルにしたり、入力にしたり、出力にできる、らしい）
    • GPFSELはGPIO9個毎割り当てられてる
      • GPFSEL0: GPIO0 ~ GPIO9
      • GPFSEL1: GPIO10 ~ GPIO19
      • GPFSEL2: GPIO20 ~ GPIO29
    • GPIO毎3bitずつ割り当てられてるので、GPIO21はGPFSEL2の4bit~6bit目を001にする
  • GPSET0レジスタ(=0x2020001c)で出力させる
    • 1bitずつそれぞれのGPIOに割り当てられてる
    • GPIO21は21bit目(0x200000)を1にする
• mmapで仮想アドレス空間に物理アドレスをマッピングさせる
• uint32_tでキャストした配列の添字を増やすと4バイトずつアクセス先が増えていく

実行

root@raspberrypi:/usr/local/work# gcc test.c
root@raspberrypi:/usr/local/work# ./a.out

参考

RaspberryPiで学ぶ ARMデバイスドライバープログラミング

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