Код GPIO с использованием / dev / mem неожиданно завершает работу при установке значения бита для регистрации

Для своего проекта я пытаюсь написать код, который (1) будет контролировать входной контакт на предмет значения нарастающего фронта и (2) переключать выходной контакт в ответ. Цель состоит в том, чтобы определить распределения задержки для различных реализаций кода для разных частот на различных микроконтроллерах и небольших компьютерных платформах (Arduino, RPi, Beaglebone Black). В настоящее время я работаю над BBB (Debian v7.8) и пытаюсь реализовать код / dev / mem, но код выходит по неизвестной причине до того, как будут установлены все значения регистров.

Вот весь код (EDITED после добавления кода ошибки возвращается для MMAP ()):

 /* 1.0 Pre-Main Function Operations */
/* 1.1 Definitions */
#define GPIO_0_START 0x44E07000 // GPIO_0 Bank (Not Used in Current Build)
#define GPIO_0_END 0x44E07FFF
#define GPIO_1_START 0x4804C000 // GPIO_1 Bank (PIN_LED is located here, GPIO1_21)
#define GPIO_1_END 0x4804CFFF
#define GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
START 0x481AA000 // GPIO_2 Bank ({PIN_MONITOR, PIN_CONFIRM, PIN_RESPONSE} are located here)
#define GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
END 0x481AAFFF
#define GPIOunsigned int reg;
reg = *gpio_reg_addr;
reg = reg & (0xFFFFFF - BIT_SET_COMMAND)
*gpio_reg_addr = reg;
START 0x481AF000 // GPIO_3 Bank (Not Used in Current Build)
#define GPIOunsigned int reg;
reg = *gpio_reg_addr;
reg = reg & (0xFFFFFF - BIT_SET_COMMAND)
*gpio_reg_addr = reg;
END 0x481AFFFF

/* 1.2 GPIO Pad Memory Sizes */
#define GPIO_0_SIZE (GPIO_0_END - GPIO_0_START)
#define GPIO_1_SIZE (GPIO_1_END - GPIO_1_START)
#define GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
SIZE (GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
END - GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
START)
#define GPIOunsigned int reg;
reg = *gpio_reg_addr;
reg = reg & (0xFFFFFF - BIT_SET_COMMAND)
*gpio_reg_addr = reg;
SIZE (GPIOunsigned int reg;
reg = *gpio_reg_addr;
reg = reg & (0xFFFFFF - BIT_SET_COMMAND)
*gpio_reg_addr = reg;
END - GPIOunsigned int reg;
reg = *gpio_reg_addr;
reg = reg & (0xFFFFFF - BIT_SET_COMMAND)
*gpio_reg_addr = reg;
START)

/* 1.3 Memory Offsets for GPIO Bit Registers */
// Values taken from Table 25-5 (GPIO Registers) of the AM335X Technical Reference Manual
#define GPIO_REVISION 0x0
#define GPIO_SYSCONFIG 0x10
#define GPIO_EOI 0x20
#define GPIO_IRQSTATUS_RAW_0 0x24
#define GPIO_IRQSTATUS_RAW_1 0x28
#define GPIO_IRQSTATUS_0 0x2C
#define GPIO_IRQSTATUS_1 0x30
#define GPIO_IRQSTATUS_SET_0 0x34
#define GPIO_IRQSTATUS_SET_1 0x38
#define GPIO_IRQSTATUS_CLR_0 0x3C
#define GPIO_IRQSTATUS_CLR_1 0x40
#define GPIO_IRQWAKEN_0 0x44
#define GPIO_SYSSTATUS 0x114
#define GPIO_CTRL 0x130
#define GPIO_OE 0x134
#define GPIO_DATAIN 0x138
#define GPIO_DATAOUT 0x13C
#define GPIO_LEVELDETECT0 0x140
#define GPIO_LEVELDETECT1 0x144
#define GPIO_RISINGDETECT 0x148
#define GPIO_FALLINGDETECT 0x14C
#define GPIO_DEBOUNCENABLE 0x150
#define GPIO_DEBOUNCINGTIME 0x154
#define GPIO_CLEARDATAOUT 0x190
#define GPIO_SETDATAOUT 0x194

/* 1.4 Register Pin NUmbers */
// Definition                       ~Name~  ~ADDRESS~  ~OFFSET~
#define PIN_MONITOR 70          // GPIO2_6    0x8A0      0A0
#define PIN_CONFIRM 73          // GPIO2_9    0x8AC      0AC
#define PIN_LED 21              // GPIO1_21    ---       ---    // USR0 is controlled via another file system
#define PIN_RESPONSE 74         // GPIO2_10   0x8B0      0B0
#define PIN_MONITOR_OFFSET 6
#define PIN_CONFIRM_OFFSET 9
#define PIN_LED_OFFSET 21
#define PIN_RESPONSE_OFFSET 10

/* 1.5 GPIO Directory File Path */
#define DEV_MEM_GPIO_DIR "/dev/mem"

/* 1.6 Bit Setting Commands for GPIO pins & Registers */
#define PIN_MONITOR_0 (0<<PIN_MONITOR_OFFSET)
#define PIN_MONITOR_1 (1<<PIN_MONITOR_OFFSET)
#define PIN_LED_0 (0<<PIN_LED_OFFSET)
#define PIN_LED_1 (1<<PIN_LED_OFFSET)
#define PIN_CONFIRM_0 (0<<PIN_CONFIRM_OFFSET)
#define PIN_CONFIRM_1 (1<<PIN_CONFIRM_OFFSET)
#define PIN_RESPONSE_0 (0<<PIN_RESPONSE_OFFSET)
#define PIN_RESPONSE_1 (1<<PIN_RESPONSE_OFFSET)

/* 2.0 Inclusions */
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/poll.h>
#include <stropts.h>
#include <iostream>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

/* 3.0 Function Definitions */
/* None at this time */

/* 4.0 Main Function */
int main() {
        /* 4.1 Initialize GPIO Array Address Pointers */
        volatile unsigned int *gpio1_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_addr = NULL;

        /* 4.2 Initialize GPIO Register Pointers */
        /* 4.2.1 GPIO1 */
        volatile unsigned int *gpio1_oe_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio1_dataout_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio1_cleardataout_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio1_setdataout_addr = NULL;

        /* 4.2.2 GPIO2 */
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_raw0_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_raw1_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_0_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_1_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_set0_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_set1_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_clr0_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqstatus_clr1_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqwaken0_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_irqwaken1_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_oe_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_datain_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_dataout_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_risingdetect_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_debounenable_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_debouncingtime_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_cleardataout_addr = NULL;
        volatile unsigned int *gpio2_setdataout_addr = NULL;

        /* 4.3 Accessing /dev/mem/ */
        int fd = open(DEV_MEM_GPIO_DIR,O_RDWR);
        cout << "FD Open.\n";

        /* 4.4 Establishing Addresses */
        // 4.4.1 GPIO Bank Addresses
        printf("Attempting to map GPIO_1.\nGPIO_1 starts at %X, ends at %X, and has size %X.\n",GPIO_1_START,GPIO_1_END,GPIO_1_SIZE);
        gpio1_addr = (unsigned int*)mmap(0, GPIO_1_SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO_1_START);
        if (gpio1_addr == MAP_FAILED) {
            cout << "Unable to map GPIO_1.\n";
            printf("Error Value Returned is: %s.\n",strerror(errno));
            exit(1);
        } else {
            cout << "GPIO_1 mapped successfully.\n";
            cout << "GPIO_1 mmap result is: " << gpio1_addr << endl;
        }
        printf("Attempting to map GPIO_2.\nGPIO_2 starts at %X, ends at %X, and has size %X.\n",GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
START,GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
END,GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
SIZE);
        gpio2_addr = (unsigned int*)mmap(0, GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
SIZE, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
START);
        if (gpio2_addr == MAP_FAILED) {
            cout << "Unable to map GPIO_2.\n";
            printf("Error Value Returned is: %s.\n",strerror(errno));
            exit(1);
        } else {
            cout << "GPIO_2 mapped successfully.\n";
            cout << "GPIO_2 mmap result is: " << gpio2_addr << endl;
        }
        cout << "MMAP Complete.\n";

        /* 4.4.2 Register Offsets */
        /* 4.4.2.1 GPIO1 Registers */
        gpio1_oe_addr = gpio1_addr + GPIO_OE;
        gpio1_dataout_addr = gpio1_addr + GPIO_DATAOUT;
        gpio1_cleardataout_addr = gpio1_addr + GPIO_CLEARDATAOUT;
        gpio1_setdataout_addr = gpio1_addr + GPIO_SETDATAOUT;
        cout << "GPIO 1 Register Addresses Defined.\n";

        /* 4.4.2.2 GPIO2 Registers */
        gpio2_irqstatus_raw0_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_RAW_0;
        gpio2_irqstatus_raw1_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_RAW_1;
        gpio2_irqstatus_0_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_0;
        gpio2_irqstatus_1_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_1;
        gpio2_irqstatus_set0_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_SET_0;
        gpio2_irqstatus_set1_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_SET_1;
        gpio2_irqstatus_clr0_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_CLR_0;
        gpio2_irqstatus_clr1_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQSTATUS_CLR_1;
        gpio2_irqwaken0_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQWAKEN_0;
        gpio2_irqwaken1_addr = gpio2_addr + GPIO_IRQWAKEN_1;
        gpio2_oe_addr = gpio2_addr + GPIO_OE;
        gpio2_datain_addr = gpio2_addr + GPIO_DATAIN;
        gpio2_dataout_addr = gpio2_addr + GPIO_DATAOUT;
        gpio2_risingdetect_addr = gpio2_addr + GPIO_RISINGDETECT;
        gpio2_cleardataout_addr = gpio2_addr + GPIO_CLEARDATAOUT;
        gpio2_setdataout_addr = gpio2_addr + GPIO_SETDATAOUT;
        cout << "GPIO 2 Register Addresses Defined.\n";

        /* 4.5 Establish Pin Modes */
        cout << "Establishing Pin Modes.\n";
        *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
        cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";
        *gpio1_oe_addr = PIN_LED_1;
        cout << "PIN_LED established as OUTPUT.\n";
        *gpio2_oe_addr = (*gpio2_oe_addr | PIN_CONFIRM_1);
        cout << "PIN_CONFIRM established as OUTPUT.\n";
        *gpio2_oe_addr = (*gpio2_oe_addr | PIN_RESPONSE_1);
        cout << "PIN_RESPONSE established as OUTPUT.\n";
        cout << "Pin Modes Set.\n";

        /* 4.6 Confirm Platform Readiness */
        cout << "Checking Platform Readiness.\n";
        *gpio1_setdataout_addr = PIN_LED_1;
        cout << "PIN_LED on.\n";
        *gpio2_setdataout_addr = PIN_CONFIRM_1;
        cout << "PIN_CONFIRM on.\n";
        cout << "Platform Ready.\n";

        /* 4.7 Primary Experiment Code || Loop */
        uint32_t pollDATA[3] = {0,0,0};
        uint32_t compare_DATAIN_PIN_MONITOR = 32;
        uint32_t pollCompare[3] = {compare_DATAIN_PIN_MONITOR,compare_DATAIN_PIN_MONITOR,0};
        int run = 1;
        cout << "Running Experiment.\n";
        while (run == 1) {
                pollDATA[0] = *gpio2_datain_addr; // Read GPIO2 DATAIN
                if ((pollDATA[0] == pollCompare[0]) && (pollDATA[1] == pollCompare[1]) && (pollDATA[2] == pollCompare[2])) {
                        *gpio2_setdataout_addr = PIN_RESPONSE_1;
                        usleep(1);
                        *gpio2_cleardataout_addr = PIN_RESPONSE_1;
                }
                pollDATA[2] = pollDATA[1];
                pollDATA[1] = pollDATA[0];
        }
        cout << "Experiment Ended.\n";

        /* 4.8 Post-Experiment Procedures */
        *gpio1_cleardataout_addr = PIN_LED_1;
        *gpio2_cleardataout_addr = PIN_CONFIRM_1;
        *gpio2_cleardataout_addr = PIN_RESPONSE_1;
        cout << "Program Ended.\n";
        return 0;
}

Используя выходные сообщения, я определил, что код завершается, когда доходит до первой попытки установки битов:

    /* 4.5 Establish Pin Modes */
    cout << "Establishing Pin Modes.\n";
    *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0;
    cout << "PIN_MONITOR established as INPUT.\n";

Я вижу первый результат, показанный в приведенном выше фрагменте («Установка режимов вывода»), но затем код завершается. На основе примеров кодов, которые я видел по этой ссылке - Управление Beaglebone GPIO через / dev / mem - я думаю, что мне может потребоваться сделать что-то вроде этого для всех адресов регистров, которые я собираюсь использовать:

unsigned int reg;
reg = *gpio_reg_addr;
reg = reg & (0xFFFFFF - BIT_SET_COMMAND)
*gpio_reg_addr = reg;

но я не знаю почему. Верно ли это предположение, и если да, то почему? Я прочитал AM335x TRM, но, должно быть, пропустил этот шаг. Любая помощь приветствуется.

Несколько уточняющих заявлений, прежде чем кто-либо попытается глубоко погрузиться в код:

(1) Я новичок в программировании на C / C ++ и Linux. Весь мой предыдущий опыт программирования был в Matlab / Simulink и Labview. Было бы правильно предположить, что я понятия не имею, что делаю.

(2) Этот код должен прочитать значение 32b в * gpio2_datain_addr и, когда он увидит, что 3 последних считанных значения были {HIGH, HIGH, LOW}, установить PIN_RESPONSE на HIGH, приостановить на 1 нс, затем установить PIN_RESPONSE на НИЗКИЙ.

(3) Да, я проверил DeviceTree, и контакты должны быть правильно настроены для операций GPIO.

(4) РЕДАКТИРОВАТЬ: Да, я знаю, что весь мой код в Разделе 1.X правильно называется МАКРОСАМИ или определениями, но я ссылаюсь на них в зависимости от того, для какой цели они служат в коде, в отличие от того, что они номинально называют без- контекст. Это больше помогает мне узнать, что делает конкретная информация, а не то, что она собой представляет. См. Утверждение (1) для дальнейшего объяснения.

(5) РЕДАКТИРОВАТЬ: в соответствии с предложением опилок я реализовал проверку кода выхода для вызовов mmap (). Возвращаемое значение - 1 для обоих вызовов mmap (). Код все еще выходит в том месте, которое я указал ранее в OP, Section 4.5 Establishing Pin Modes. В частности, причиной проблемы является *gpio2_oe_addr = PIN_MONITOR_0.

Для справки, текущий вывод программы (РЕДАКТИРОВАНИЕ) выглядит следующим образом:

FD Open. Attempting to map GPIO_1. GPIO_1 starts at 4804C000, ends at 4804CFFF, and has size FFF. GPIO_1 mapped successfully. GPIO_1 mmap result is: 1 Attempting to map GPIO_2. GPIO_2 starts at 481AA000, ends at 481AAFFF, and has size FFF. GPIO_2 mapped successfully. GPIO_2 mmap result is: 1 MMAP Complete. GPIO_1 Register Addresses Defined. GPIO_2 Register Addresses Defined. Establishing Pin Modes.

Спасибо!

reroc 28.04.2016 источник

comment

код завершается по неизвестной причине - Вы проверяли код выхода? Включили ли вы дамп ядра? Вы пробовали использовать strace ...? - sawdust 29.04.2016

comment

Ваша программа не утруждает себя проверкой сообщений об ошибках при каждом системном вызове. Это плохое программирование, особенно когда ваша программа работает не так, как ожидалось. Если бы у вас была проверка ошибок, вы, вероятно, узнали бы, что системные вызовы mmap () не были успешными. Кстати, то, что вы называете операциями и командами в разделе 1.x вашей программы, не генерирует код и правильно называется объявлениями и / или определениями макросов. - sawdust 29.04.2016

comment

Привет опилки, спасибо за ответы. Я не проверял код выхода в mmap (), потому что предполагал, что программа выйдет из строя после выполнения команд mmap () ранее в коде. Вероятно, это просто плохая привычка из моего опыта работы с Matlab. Я выполню эти проверки сейчас, но, если команды mmap () не работают, то есть MAP_FAILED, как мне попытаться это исправить? - reroc 29.04.2016

comment

Хорошо, я реализовал возврат ошибок, используя errno.h и strerror(). Результатом было то, что mmap() был успешным в обоих случаях, когда он используется в коде. - reroc 29.04.2016

comment

Код все еще завершается ... - Итак, включите дамп ядра. Возвращаемое значение - 1 для обоих ... - Это не успешные возвраты. (1) Два сопоставления не могут иметь одно и то же значение. (2) Значение 1 не выравнивает страницу; следовательно, это фиктивный адрес. Кстати: вам нужно проверить возврат от всех системных вызовов, например. open (). Размер вашей памяти на единицу меньше; каждому из них нужен + 1. Это все, что я вижу. - sawdust 29.04.2016

Код GPIO с использованием / dev / mem неожиданно завершает работу при установке значения бита для регистрации

Похожие вопросы