【golang】golang实现GPIO控制

tjcfeng

Go是Google开发的一种编译型，可平行化，并具有垃圾回收功能的编程语言。
    Go是有表达力、简洁、清晰和有效率的。它的并行机制使其很容易编写多核和网络应用，而新的类型系统 允许构建有性的模块化程序。Go编译到机器码非常快 速，同时具有便利的垃圾回收和强大的运行时反射。
   GO快速的、静态类型编译语言，但是感觉上是动态 类型的，解释型语言，易于编写。而且它的特点和C、pascal一样，可以编译为本地原生代码，生成的可直行文件可以直接拷贝到其他同种系统中运行，开发和运行效率都很高，甚至可以达到C语言的80%。
   
    在大概熟悉了go的语法后，打算在arm平台上尝试一下直接操作底层寄存器的开发，大体思路应该是一样的，但是go已经封装了很多功能，不能直接调用系统的API函数，如果调用的话需要通过嵌入C来实现。从网上找了几个例子看了下也是这样的。不过我还是不死心，进过两天的摸索，查看了相关的例子之后终于初步实现了寄存器的操作，可以算做是学习go的第一步吧。
   
    本次开发的环境是在RK3288开发板的Lubuntu下进行的，直接编译为本地可直行文件。go的开发环境就不详细说明了，从github上下载源代码后直行all.bash可以自动完成安装。目前是1.4.2版本，修复了许多bug。
    以前用pascal封装过Allwinner A20的寄存器类库，估计go大同小异，都是先找到地址，映射到内存，再根据寄存器来赋值完成功能。
    不过一上来就给我难住了，打开/dev/mem文件是第一步，返回的应该是个int的文件句柄，而go返回的是个结构体不能直接用。在查看了手册后发现，其中的Fd()是这个句柄，可以拿来使用，第一个问题解决。
   
    接下来就是映射内存地址了。先看原理图，找到需要用到的IO口

    板子上的WORK_LED是我要控制的，而它对应的是GPIO8_A1这个Pin，并且的高电平是关闭，低电平是点亮。
    这个GPIO8的地址是多少呢？从内核代码里和手册上都能找到


    物理地址是0xFF7F0000。原来在pascal中是要除以PAGE_SIZE来计算的，而到了go里，不知道是不是因为go把mmap封装了，这样调用不成功，很是奇怪，因为在c和pascal里都是这样的，没道理会改变吧。
    经过多次试验发现，这里是不除PAGE_SIZE的，估计是跟go的封装有关。映射成功，稀里糊涂第二个问题解决，至少不报错了。
   
    在go里mmap之后返回的是一个数组，而不是一个指针，并且go的数组指针指向的并不是数组的首地址，所以不能直接对指针赋值来改变寄存器的值，而是直接对数组赋值达到这个效果。映射后的数组是8位的，为了和手册一直，需要转换成32位的，经过学习，又用到了unsafe类型，转换后可以打印出数组的内容了，看来第三个问题也解决了。

   
    赶紧来操作寄存器试一试，GOIO_A0是第0位，那么GPIO_A1理所当然是第1位了。所以直接对这个数组[1]进行赋1和清0，果然那个Work_LED能够控制了。


   
    大功告成，终于可以控制GPIO了。不过真的对吗？感觉有些地方想不通，手册里标明的第一个寄存器是高低电平，第二个是输入输出，那么我对着数组的[1]赋值算是什么呢？

   
    经过几次的调试，最后得到确认，数组的[0]才是对应的DR，[1]是DDR，因为数据已经从8位转换为32位了，所以数组[0][1]才是我要控制的GPIO_A1，前面操作的原来是方向寄存器。
    到此才算基本搞清楚了go操作寄存器的方法。第一步至关重要，只要成功了后面的就好办了。
   

    附上go的全部程序，就是这么一点语句，折腾了两个晚上的时间，该学的东西还很多啊，程序员的不幸。