vault backup: 2026-03-04 21:20:42

Linux/Linux - Commands.md

@@ -23,3 +23,5 @@
 
 
 
+
+

Linux/Programm/GPIO Userspace control.md

@@ -0,0 +1,71 @@
+#include <iostream>     // вывод сообщений    
+#include <fcntl.h>      // открытие файлов 
+#include <sys/mman.h>   // mmap и munmap 
+#include <unistd.h>     // usleep и close
+#include <cstring>      // perror
+#include <cstdint>      // для uint32_t
+
+/*
+1. Userspace драйвер GPIO.
+Управление GPIO Raspberry Pi через mmap обеспечивает прямой доступ к регистрам периферии, 
+минуя медленные системные вызовы. Это реализуется через открытие /dev/mem, 
+мапирование базового адреса GPIO 
+*/
+
+#define GPIO_BASE 0x3F200000    // физический адрес начала блока регистров GPIO на SoC BCM2835
+#define BLOCK_SIZE 4096         // Размер отображ. памяти Регистры GPIO занимают 41 байт, но мы отображаем целую страницу для простоты.
+#define TIME_SLEEP 500000       // Время задержки в микросекундах
+
+int main() {
+    // открытие спец.файла физической памяти. Флаги - чтение и запись + отключение кэширования
+    int mem_fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
+    // Если не удалось открыть - вывод ошибки 
+    if (mem_fd < 0) {
+        perror("open");
+        return 1;
+    }
+
+    /*
+    Отображение памяти регистров в виртуальное адресное пространство
+    mmap создаёт отображение физической памяти, начиная с адреса GPIO_BASE, размером BLOCK_SIZE, в виртуальную память процесса.
+    NULL – ядро само выбирает адрес для отображения.
+    BLOCK_SIZE – количество байт.
+    PROT_READ | PROT_WRITE – разрешено чтение и запись.
+    MAP_SHARED – изменения видны другим процессам и синхронизируются с файлом (важно для доступа к реальной памяти).
+    mem_fd – файловый дескриптор /dev/mem.
+    GPIO_BASE – смещение в файле (физический адрес).
+    */  
+    void* gpio_map = mmap(
+        NULL,
+        BLOCK_SIZE,
+        PROT_READ | PROT_WRITE,
+        MAP_SHARED,
+        mem_fd,
+        GPIO_BASE
+    );
+
+    if (gpio_map == MAP_FAILED) {
+        perror("mmap");
+        return 1;
+    }
+
+    // Указатель приводится к типу volatile uint32_t*, чтобы:
+    // Обращаться к памяти 32-битными словами.
+    // volatile запрещает компилятору оптимизировать обращения, т.к. значения регистров могут меняться аппаратно.
+    volatile uint32_t* gpio = (volatile uint32_t*)gpio_map;
+
+    // GPIO17 = бит 21 в GPFSEL1
+    gpio[1] &= ~(7 << 21);   // очистить
+    gpio[1] |=  (1 << 21);   // output
+
+    while (true) {
+        gpio[7] = (1 << 17);  // set
+        usleep(TIME_SLEEP);
+        gpio[10] = (1 << 17); // clear
+        usleep(TIME_SLEEP);
+    }
+    // освобождение ресурсов, при выходе 
+    munmap(gpio_map, BLOCK_SIZE);
+    close(mem_fd);
+}
+