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软件环境：vivado 2017.4        硬件平台：XC7Z020

网上关于EMIO不论是裸机也罢，或者Linux下也罢，操作的教程都非常的多，也有可能是因为对EMIO可以直接对映射地址操作，比较方便的原因，而MIO更类似于传统Linux下操作ARM的GPIO的过程，ZYNQ上了Linux系统后，对MIO操作的教程比较少，也是摸索着调了一下，在这边分享出来。

例程还是跟上一篇一样的例程。

既然说是MIO的操作，MIO当然要勾选了。

剩下的倒没什么特别要注意的，编译uboot、kernel，烧写系统。 

方法1./sys/class/gpio/

说也好笑，在看资料的时候，/sys/class/gpio下面，mio口的编号，是多少的都有，902的也有、906的也有，而我自己，900。

我自己这边，实际情况是gpiochip900是MIO0， gpiochip1018是emio_led的axi_gpio地址，gpiochip1022是emio_button的axi_gpio地址，我这边PS的MIO51外接了一个LED，就以这个LED来说明MIO在Linux的操作方法。

echo 951 > /sys/class/gpio/export    先导出MIO51的控制文件

然后/sys/class/gpio下会多出一个gpio951文件夹，及MIO51的控制目录，为什么是951，当然是900+51啦。900是MIO0。

接下来的操作与EMIO在/sys/class/leds下的操作类似。

cat /sys/class/gpio/gpio951/direction           查看当前MIO51是输入还是输出echo out > /sys/class/gpio/gpio951/direction    设置MIO51为输出echo 1 > /sys/class/gpio/gpio951/value          设置MIO51输出1，点亮ledecho 0 > /sys/class/gpio/gpio951/value          设置MIO51输出0，熄灭led

方法2.将方法1操作写到app里 

批话不多说，直接上代码，很简单，也没啥好解释的。

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      int main(){    int value, fd, direction;    printf("MIO_LED test running...\n");	// export the GPIO	    fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);    if (fd < 0)    {        printf("Cannot open GPIO to export it\n");        exit(1);    }    write(fd, "951", 4);    close(fd);    printf("MIO_LED exported successfully\n");    // Update the direction of the GPIO to be an output    direction = open("/sys/class/gpio/gpio951/direction", O_RDWR);    if (direction < 0)    {        printf("Cannot open GPIO direction it\n");        exit(1);    }    write(direction, "out", 4);    close(direction);    printf("GPIO direction set as output successfully\n");    // Get the GPIO value ready to be toggled    value = open("/sys/class/gpio/gpio951/value", O_RDWR);    if (value < 0)    {        printf("Cannot open GPIO value\n");        exit(1);    }    printf("GPIO value opened, now toggling...\n");    // toggle the GPIO as fast a possible forever, a control c is needed    // to stop it    while (1)    {        write(value,"1", 2);        sleep(1);        write(value,"0", 2);        sleep(1);           }}
     
    
   

编译以后，传开发板，提权、运行，就能看到MIO的Led闪烁了。

方法3.驱动+app

前两种方法其实是屏蔽了驱动对寄存器的操作，所以这个方法就详细说下ZYNQ-LINUX下操作GPIO寄存器的常规流，也更接近实际嵌入式ARM驱动+应用操作风格。先看下源码。

mio_driver.c

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        #include 
        
         #include 
         
          #include 
          
           #include 
           
            #define DEVICE_NAME "mio_gpio"#define MY_GPIO_BASE_ADDR 0xE000A000 //MIO基址#define XGPIOPS_DIRM_OFFSET 0x00000244U //方向#define XGPIOPS_OEN_OFFSET 0x00000248U //使能#define XGPIOPS_DATA_MSW_OFFSET 0x0000000CU //输出#define SLCR_BASE_ADDR 0xF8000000#define APER_CLK_OFFSET 0x0000012C#define MIO_PIN_OFFSET 0x000007CC //MIO51static int gpio_driver_major;static struct class* gpio_driver_class = NULL;static struct device* gpio_driver_device = NULL;volatile unsigned long *Gpio_DIR = NULL;volatile unsigned long *Gpio_EN = NULL;volatile unsigned long *Gpio_DATA = NULL;volatile unsigned long *DATA = NULL;volatile unsigned long *CLK = NULL;volatile unsigned long *MIN_PIN_51 = NULL;static int gpio_open(struct inode * inode,struct file * filp){ iowrite32(0x3200,MIN_PIN_51); //1.8v 上拉 iowrite32(ioread32(CLK)|0x400000,CLK); //gpio时钟使能 iowrite32(ioread32(Gpio_DIR)|0x80000,Gpio_DIR); iowrite32(ioread32(Gpio_EN)|0x80000,Gpio_EN); //printk("GPIO_DIR_ADDR %x DATA %x \n",Gpio_DIR,ioread32(Gpio_DIR)); //printk("GPIO_EN_ADDR %x DATA %x \n",Gpio_EN,ioread32(Gpio_EN)); //printk("CLK_ADDR %x DATA %x \n",CLK,ioread32(CLK)); return 0;}static ssize_t gpio_write(struct file *file,const char __user *buf,size_t count,loff_t * ppos){ int val; int state; state = copy_from_user(&val,buf,count); if(val == 1) { printk("mio_51 led on\n"); iowrite32(0xfff70008,Gpio_DATA); } else if(val == 0) { printk("mio_51 led off\n"); iowrite32(0xfff70000,Gpio_DATA); } return 0;}static struct file_operations gpio_drv_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = gpio_open, .write = gpio_write,};int major;static int __init gpio_drv_init(void){ printk("mio_drv_init \n"); major = register_chrdev(0,"mio_gpio",&gpio_drv_fops); if(major < 0){ printk("failed to register device.\n"); return -1; } gpio_driver_class = class_create(THIS_MODULE,"mio_gpio"); if(IS_ERR(gpio_driver_class)){ printk("failed to create mio_gpio moudle class.\n"); unregister_chrdev(major,"mio_gpio"); return -1; } gpio_driver_device = device_create(gpio_driver_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,"mio_gpio"); if(IS_ERR(gpio_driver_device)){ printk("failed to create device.\n"); unregister_chrdev(major,"mio_gpio"); return -1; } //映射 Gpio_DIR = (volatile unsigned long *)ioremap(MY_GPIO_BASE_ADDR + XGPIOPS_DIRM_OFFSET,4); Gpio_EN = (volatile unsigned long *)ioremap(MY_GPIO_BASE_ADDR + XGPIOPS_OEN_OFFSET,4); Gpio_DATA = (volatile unsigned long *)ioremap(MY_GPIO_BASE_ADDR + XGPIOPS_DATA_MSW_OFFSET,4); CLK = (volatile unsigned long *)ioremap(SLCR_BASE_ADDR + APER_CLK_OFFSET,4); //ug585 1587 MIN_PIN_51 = (volatile unsigned long *)ioremap(SLCR_BASE_ADDR + MIO_PIN_OFFSET,4); //ug585 1683 return 0;}static void __exit gpio_drv_exit(void){ printk("mio_drv_exit \n"); device_destroy(gpio_driver_class,MKDEV(major,0)); class_unregister(gpio_driver_class); class_destroy(gpio_driver_class); unregister_chrdev(major,"mio_gpio"); iounmap(Gpio_DIR); iounmap(Gpio_EN); iounmap(Gpio_DATA); iounmap(CLK); iounmap(MIN_PIN_51);}module_init(gpio_drv_init);module_exit(gpio_drv_exit);MODULE_AUTHOR("Joker");MODULE_DESCRIPTION("MIO_LED moudle dirver");MODULE_VERSION("v1.0");MODULE_LICENSE("GPL");
           
          
         
        
       
      
     
    
   

驱动结构和写法大体上都是固定的，具体还是想说说寄存器地址在哪找、怎么设置，手册UG585附录B(P793)可以看到GPIO基址0xE000A000，点进去以后可以看到有很多GPIO相关寄存器及他们的偏移量。

设计MIO控制的实际也就是方向寄存器、使能寄存器、数据寄存器，依次来看，首先说方向寄存器。

要看清楚想要操作的MIO标号在不在这个寄存器控制的范围内，如果在，看下寄存器偏移是多少，要写什么值进去。可以看到，对于方向寄存器来说，写0是输入，写1是输出。接下来说下使能寄存器。

写1使能，写0失能。最后数据寄存器。

 数据寄存器呢就要多逼逼两句，因为这个32bit寄存器里，高16bit是掩码，低16bit才是数据，掩码使能后，数据才有效，而这个寄存器里，只管着MIO[53:48]，所以只有[5:0]和[21:16]有用。

GPIO方向、使能和数据基址是在0xE000A000，而电平标准和时钟使能是在SLCR寄存器0xF8000000，偏移量和设置方法与上面类似，而且代码中宏定义部分都有给出，就不啰嗦了。

寄存器的读取使用ioread32(地址)，写入使用iowrite32(值，地址)。需要注意的是，需要用ioremap将IO地址空间映射到内核的虚拟地址空间，然后才能操作。

#include 
   
    void *ioremap(unsigned long phys_addr, unsigned long size)phys_addr：要映射的起始的IO地址；size：是要映射的长度，单位是字节
   

从mio_driver程序中可以看到，在驱动初始化时候注册了设备、做了IO映射，如果设备注册成功，会在/dev下生成mio_driver驱动模块，在应用加载mio_driver时，设置了mio_51上拉、时钟使能、输出、使能，然后根据应用的调用情况，将使mio_51通过iowrite32输出1或者0。

mio_app.c

#include 
   
    #include 
    
     #include 
     
      #include 
      
       #include 
       
        int main(int argc,char **argv){	int fd;	int val = 1;		fd = open("/dev/mio_gpio",O_RDWR);	if(fd < 0)	{		printf("can't open!\n");	}		if(argc != 2)	{		printf("Usage : \n");		printf("%s 
        
         \n",argv[0]); return 0; } if(strcmp(argv[1],"on") == 0) { val = 1; } else if(strcmp(argv[1],"off") == 0) { val = 0; } write(fd,&val,4); return 0;}
        
       
      
     
    
   

应用就很简单了，根据运行时候带的on或者off参数，使mio_51输出高或者低，从而点亮或者熄灭mio_51连接的led。

可以看到，实际运行结果与预期一致，在mio_driver加载以后，在/dev目录下出现了mio_gpio驱动，应用调用时候，也能正常输出led on和led off，mio51连接的led也能正常点亮和熄灭。