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====== Accéder aux entrées/sorties depuis l'espace utilisateur via SysFs ======

===== Principe de base =====

((Voir wiki Xilinx [[http://www.wiki.xilinx.com/Linux+GPIO+Driver#SysFs%20Interface-Using%20GPIO%20with%20SysFs|Linux GPIO Driver]] et forum Xilinx [[http://forums.xilinx.com/xlnx/attachments/xlnx/EDK/37000/1/petalinux_entry_guide.pdf|petalinux entry guide]]))Par défaut, le système de fichiers est configuré pour accéder aux GPIO via le procédé SysFs. Il s'agit d'un procédé de fichiers avec une arborescence spécifique accessible depuis// /sys/.// On peut retenir ces ces points importants :
  - Les contrôleurs de GPIO sont visibles depuis// /sys/class/gpio.// Chaque contrôleur contrôle quelques GPIO. <code>
root@Petalinux_LEDs:~# ls /sys/class/gpio
export       gpiochip890  gpiochip898  gpiochip906  unexport
</code> Ici nous pouvons voir trois contrôleurs //gpiochip890//, //gpiochip898// et //gpiochip906//. Des informations sont disponibles pour chacun d'eux.<code>
root@Petalinux_LEDs:~# ls /sys/class/gpio/gpiochip890
base       label      ngpio      power      subsystem  uevent
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip890/base
890
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip890/label
/amba_pl/gpio@41200000
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip890/ngpio 
8
</code><code>
root@Petalinux_LEDs:~# ls /sys/class/gpio/gpiochip898
base       label      ngpio      power      subsystem  uevent
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip898/base 
898
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip898/label
/amba_pl/gpio@41200000
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip898/ngpio 
8
</code> <code>
root@Petalinux_LEDs:~# ls /sys/class/gpio/gpiochip906/
base       device     label      ngpio      power      subsystem  uevent
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip906/base 
906
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip906/label 
zynq_gpio
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpiochip906/ngpio 
118
</code> Le premier contrôleur est réservé pour le port des interrupteurs, le second pour le port des DELs que nous avons configurés lors de la création du projet Vivado (il y en a 8 interrupteurs et 8 DELs au total) et le troisième correspond à l'ensemble des GPIOs qui sont accessibles par le Zynq. Les numéro indiqués dans le fichier //base// correspondent aux numéros de la première GPIO accessible sur le port correspondant. Les GPIO suivantes sont accessibles aux numéros suivants, jusqu'à //base// + //ngpio//.
  - Les GPIOs à utiliser doivent être configurées. Il faut les déclarer dans le fichier //export//. Cela crée un répertoire du nom de la GPIO.<code>
root@Petalinux_LEDs:~# echo 898 > /sys/class/gpio/export
root@Petalinux_LEDs:~# ls /sys/class/gpio/
export       gpio898      gpiochip898  gpiochip906  unexport
root@Petalinux_LEDs:~# ls /sys/class/gpio/gpio898
active_low  direction   power       subsystem   uevent      value
</code> Une fois créée, il est nécessaire d'indiquer sa direction (entrée ou sortie), dans le fichier //direction//.<code>
root@Petalinux_LEDs:~# echo out > /sys/class/gpio/gpio898/direction
</code> Idem pour la les autres DELs et interrupteurs :<code>
root@Petalinux_LEDs:~# echo 905 > /sys/class/gpio/export
root@Petalinux_LEDs:~# echo out > /sys/class/gpio/gpio905/direction
root@Petalinux_LEDs:~# echo 890 > /sys/class/gpio/export 
root@Petalinux_LEDs:~# echo 897 > /sys/class/gpio/export 
root@Petalinux_LEDs:~# echo in > /sys/class/gpio/gpio890/direction 
root@Petalinux_LEDs:~# echo in > /sys/class/gpio/gpio897/direction
</code>
  - Pour affecter un état à la sortie, on utilise le fichier //value//<code>
root@Petalinux_LEDs:~# echo 1 > /sys/class/gpio/gpio898/value
root@Petalinux_LEDs:~# echo 1 > /sys/class/gpio/gpio905/value
</code> Les DELs //LD0// et //LD7// s'allument. <code>
root@Petalinux_LEDs:~# echo 0 > /sys/class/gpio/gpio898/value
root@Petalinux_LEDs:~# echo 0 > /sys/class/gpio/gpio905/value
</code> Les DELs //LD0// et //LD7// s'éteignent.
  - Pour contrôler l'état d'une entrée, on utilise aussi le fichier //value//<code>
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpio890/value 
0
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpio897/value 
0
</code> Lorsque les interrupteurs //SW0// et //SW7// sont ouverts. <code>
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpio890/value 
1
root@Petalinux_LEDs:~# cat /sys/class/gpio/gpio897/value 
1
</code> Lorsque les interrupteurs //SW0// et //SW7// sont fermés.
  - Pour libérer les ports d'entrées sorties pour d'autres applications, il est nécessaire de les désinscrire par l'intermédiaire du fichier //unexport//<code>
root@Petalinux_LEDs:~# echo 890 > /sys/class/gpio/unexport 
root@Petalinux_LEDs:~# echo 897 > /sys/class/gpio/unexport 
root@Petalinux_LEDs:~# echo 898 > /sys/class/gpio/unexport
root@Petalinux_LEDs:~# echo 905 > /sys/class/gpio/unexport
</code>

===== Programme d'exemple =====
Ce programme //C// donne un aperçu sur la façon de manipuler ce système de fichiers pour accéder aux entrées / sorties
<code C>
/* allume_LED_sysfs.c
 *
 * Example of sysfs use for Zedboard
 * Eric Meyer <emeyer@utinam.cnrs.fr>
 * From "blink.c" for Raspaberry-Pi by Guillermo A. & Amaral B.
 * http://elinux.org/RPi_GPIO_Code_Samples#sysfs
 *
 * This software will make LEDs to blink, from LD0 to LD7
 * enabled by the switches from SW0 to SW7
 */
 
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
 
#define IN  0
#define OUT 1
 
#define LOW  0
#define HIGH 1

#define SWbase 890
#define LDbase 898

#define LD0   LDbase + 0
#define LD1   LDbase + 1
#define LD2   LDbase + 2
#define LD3   LDbase + 3
#define LD4   LDbase + 4
#define LD5   LDbase + 5
#define LD6   LDbase + 6
#define LD7   LDbase + 7

#define SW0   SWbase + 0
#define SW1   SWbase + 1
#define SW2   SWbase + 2
#define SW3   SWbase + 3
#define SW4   SWbase + 4
#define SW5   SWbase + 5
#define SW6   SWbase + 6
#define SW7   SWbase + 6

#define LD_dir "out"
#define SW_dir "in"
 
/* Function to register io number */
static int GPIOExport(int io)
{
	#define BUFFER_MAX 5
	char buffer[BUFFER_MAX];
	ssize_t bytes_written;
	int fd;
 
	fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);
	if (-1 == fd) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to open export for writing!\n");
		return(-1);
	}
 
	bytes_written = snprintf(buffer, BUFFER_MAX, "%d", io);
	write(fd, buffer, bytes_written);
	close(fd);
	return(0);
}

/* Function to release io number */
static int GPIOUnexport(int io)
{
	#define BUFFER_MAX 5
	char buffer[BUFFER_MAX];
	ssize_t bytes_written;
	int fd;
 
	fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY);
	if (-1 == fd) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to open unexport for writing!\n");
		return(-1);
	}
 
	bytes_written = snprintf(buffer, BUFFER_MAX, "%d", io);
	write(fd, buffer, bytes_written);
	close(fd);
	return(0);
}

/* Function to define in or out for the io number */
static int GPIODirection(int io, char *dir)
{
	#define DIRECTION_MAX 35
	char path[DIRECTION_MAX];
	ssize_t bytes_written;
	int fd;

	snprintf(path, DIRECTION_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", io);
	fd = open(path, O_WRONLY);
	if (-1 == fd) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to open gpio direction for writing!\n");
		return(-1);
	}
	bytes_written = snprintf(path, DIRECTION_MAX, "%s", dir);
	if (-1 == write(fd, path, bytes_written)) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to set direction!\n");
		return(-1);
	}
 
	close(fd);
	return(0);
}
 
static int GPIORead(int io)
{
	#define VALUE_MAX 30
	char path[VALUE_MAX];
	char value_str[3];
	int fd;
 
	snprintf(path, VALUE_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", io);
	fd = open(path, O_RDONLY);
	if (-1 == fd) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to open gpio value for reading!\n");
		return(-1);
	}
 
	if (-1 == read(fd, value_str, 3)) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to read value!\n");
		return(-1);
	}
 
	close(fd);
 
	return(atoi(value_str));
}
 
static int GPIOWrite(int io, int value)
{
	static const char s_values_str[] = "01";
 
	char path[VALUE_MAX];
	char value_str[3];
	ssize_t bytes_written;
	int fd;
 
	snprintf(path, VALUE_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", io);
	fd = open(path, O_WRONLY);
	if (-1 == fd) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to open gpio value for writing!\n");
		return(-1);
	}

	bytes_written = snprintf(value_str, 3, "%d", value);
	if (1 != write(fd, value_str, bytes_written)) {
		fprintf(stderr, "allume_LED_sysfs : Failed to write value!\n");
		return(-1);
	}
 
	close(fd);
	return(0);
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
	int repeat = 60; //number of seconds to run = repeat / 2
	int i;
	int LD[8];

    printf("Hello switches and LEDs !\n");
	/*
	 * Enable GPIO pins
	 */
    for (i=0 ; i<8 ; i++) {
    	if ((-1 == GPIOExport((int)LDbase + i)) ||  (-1 == GPIOExport((int)SWbase + i)) )
    			return(1);
    }
 
	/*
	 * Set GPIO directions
	 */
    for (i=0 ; i<8 ; i++) {
    	if (-1 == GPIODirection((int)LDbase + i, LD_dir) || -1 == GPIODirection((int)SWbase + i, SW_dir))
    		return(2);
    }

    /*
     * Set LEDs to off
     */
    for (i=0 ; i<8 ; i++) {
        	LD[i]=0;
        	if (-1 == GPIOWrite((int)LDbase+i, LD[i]))
        		return(3);
        }
 
	do {

		/*
		 * Read switches values and write to LEDs values
		 */
		for (i=0 ; i<8 ; i++) {

			if (GPIORead(SWbase+i)==1){
				LD[i]=!LD[i];
			}
			else {
				LD[i]=0;
			}

			if (-1 == GPIOWrite((int)LDbase + i, LD[i]))
				return(3);
		}
 
 
		usleep(500 * 1000);
	}
	while (repeat--);
 
	/*
	 * Disable GPIO pins
	 */
	for (i=0 ; i<8 ; i++) {
	    	if ((-1 == GPIOUnexport((int)LDbase + i)) ||  (-1 == GPIOUnexport((int)SWbase + i)) )
	    			return(4);
	    }
 
	return(0);
}
</code>
==== Compiler, charger et exécuter le programme ====
Pour compiler le programme sur le PC de développement, et après avoir "sourcé" la chaine de développement //PetaLinux//, on peut utiliser le compilateur //arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc// :
<code>
$ arm-xilinx-linux-gnueabi-gcc -o allume_LED_sysfs allume_LED_sysfs.c 
</code>

On peut utiliser un transfert de fichiers par //tftp// si le serveur a été configuré et que la //ZedBoard// a été correctement installée sur le réseau. Pour cela, on va placer le fichier compilé dans le répertoire// /tfptpboot/ //, puis changer ses droits.
<code>
$ cp allume_LED_sysfs /tftpboot/
$ chmod 777 /tftpboot/allume_LED_sysfs 
</code>

Sur la console série reliée à la //Zedboard//, on télécharge le fichier, le rend exécutable et l'exécute :
<code>
root@Petalinux_LEDs:/tftpboot# tftp -l allume_LED_sysfs -r allume_LED_sysfs -g XXX.XXX.XXX.XXX  
root@Petalinux_LEDs:/tftpboot# chmod +x allume_LED_sysfs
root@Petalinux_LEDs:/tftpboot# ./allume_LED_sysfs
Hello switches and LEDs !                                                       
Goodbye switches and LEDs ! 
</code>
;-) En manipulant les interrupteurs, les DELs clignotent !