wiringPi/wiringPi.c

   1 /*
   2  * wiringPi:
   3  *      Arduino compatable (ish) Wiring library for the Raspberry Pi
   4  *      Copyright (c) 2012 Gordon Henderson
   5  *
   6  *      Thanks to code samples from Gert Jan van Loo and the
   7  *      BCM2835 ARM Peripherals manual, however it's missing
   8  *      the clock section /grr/mutter/
   9  ***********************************************************************
  10  * This file is part of wiringPi:
  11  *      https://projects.drogon.net/raspberry-pi/wiringpi/
  12  *
  13  *    wiringPi is free software: you can redistribute it and/or modify
  14  *    it under the terms of the GNU Lesser General Public License as
  15  *    published by the Free Software Foundation, either version 3 of the
  16  *    License, or (at your option) any later version.
  17  *
  18  *    wiringPi is distributed in the hope that it will be useful,
  19  *    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20  *    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  21  *    GNU Lesser General Public License for more details.
  22  *
  23  *    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  24  *    License along with wiringPi.
  25  *    If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  26  ***********************************************************************
  27  */
  28
  29 // Revisions:
  30 //      19 Jul 2012:
  31 //              Moved to the LGPL
  32 //              Added an abstraction layer to the main routines to save a tiny
  33 //              bit of run-time and make the clode a little cleaner (if a little
  34 //              larger)
  35 //              Added waitForInterrupt code
  36 //              Added piHiPri code
  37 //
  38 //       9 Jul 2012:
  39 //              Added in support to use the /sys/class/gpio interface.
  40 //       2 Jul 2012:
  41 //              Fixed a few more bugs to do with range-checking when in GPIO mode.
  42 //      11 Jun 2012:
  43 //              Fixed some typos.
  44 //              Added c++ support for the .h file
  45 //              Added a new function to allow for using my "pin" numbers, or native
  46 //                      GPIO pin numbers.
  47 //              Removed my busy-loop delay and replaced it with a call to delayMicroseconds
  48 //
  49 //      02 May 2012:
  50 //              Added in the 2 UART pins
  51 //              Change maxPins to numPins to more accurately reflect purpose
  52
  53 // Pad drive current fiddling
  54
  55 #undef  DEBUG_PADS
  56
  57 #include <stdio.h>
  58 #include <stdint.h>
  59 #include <poll.h>
  60 #include <unistd.h>
  61 #include <errno.h>
  62 #include <string.h>
  63 #include <time.h>
  64 #include <fcntl.h>
  65 #include <sys/time.h>
  66 #include <sys/mman.h>
  67 #include <sys/types.h>
  68 #include <sys/stat.h>
  69
  70 #include "wiringPi.h"
  71
  72 // Function stubs
  73
  74 void (*pinMode)           (int pin, int mode) ;
  75 void (*pullUpDnControl)   (int pin, int pud) ;
  76 void (*digitalWrite)      (int pin, int value) ;
  77 void (*pwmWrite)          (int pin, int value) ;
  78 void (*setPadDrive)       (int group, int value) ;
  79 int  (*digitalRead)       (int pin) ;
  80 int  (*waitForInterrupt)  (int pin, int mS) ;
  81 void (*delayMicroseconds) (unsigned int howLong) ;
  82
  83
  84 #ifndef TRUE
  85 #define TRUE    (1==1)
  86 #define FALSE   (1==2)
  87 #endif
  88
  89 // BCM Magic
  90
  91 #define BCM_PASSWORD            0x5A000000
  92
  93
  94 // Port function select bits
  95
  96 #define FSEL_INPT               0b000
  97 #define FSEL_OUTP               0b001
  98 #define FSEL_ALT0               0b100
  99 #define FSEL_ALT0               0b100
 100 #define FSEL_ALT1               0b101
 101 #define FSEL_ALT2               0b110
 102 #define FSEL_ALT3               0b111
 103 #define FSEL_ALT4               0b011
 104 #define FSEL_ALT5               0b010
 105
 106 // Access from ARM Running Linux
 107 //      Take from Gert/Doms code. Some of this is not in the manual
 108 //      that I can find )-:
 109
 110 #define BCM2708_PERI_BASE                          0x20000000
 111 #define GPIO_PADS               (BCM2708_PERI_BASE + 0x100000)
 112 #define CLOCK_BASE              (BCM2708_PERI_BASE + 0x101000)
 113 #define GPIO_BASE               (BCM2708_PERI_BASE + 0x200000)
 114 #define GPIO_TIMER              (BCM2708_PERI_BASE + 0x00B000)
 115 #define GPIO_PWM                (BCM2708_PERI_BASE + 0x20C000)
 116
 117 #define PAGE_SIZE               (4*1024)
 118 #define BLOCK_SIZE              (4*1024)
 119
 120 // PWM
 121
 122 #define PWM_CONTROL 0
 123 #define PWM_STATUS  1
 124 #define PWM0_RANGE  4
 125 #define PWM0_DATA   5
 126 #define PWM1_RANGE  8
 127 #define PWM1_DATA   9
 128
 129 #define PWMCLK_CNTL     40
 130 #define PWMCLK_DIV      41
 131
 132 #define PWM1_MS_MODE    0x8000  // Run in MS mode
 133 #define PWM1_USEFIFO    0x2000  // Data from FIFO
 134 #define PWM1_REVPOLAR   0x1000  // Reverse polarity
 135 #define PWM1_OFFSTATE   0x0800  // Ouput Off state
 136 #define PWM1_REPEATFF   0x0400  // Repeat last value if FIFO empty
 137 #define PWM1_SERIAL     0x0200  // Run in serial mode
 138 #define PWM1_ENABLE     0x0100  // Channel Enable
 139
 140 #define PWM0_MS_MODE    0x0080  // Run in MS mode
 141 #define PWM0_USEFIFO    0x0020  // Data from FIFO
 142 #define PWM0_REVPOLAR   0x0010  // Reverse polarity
 143 #define PWM0_OFFSTATE   0x0008  // Ouput Off state
 144 #define PWM0_REPEATFF   0x0004  // Repeat last value if FIFO empty
 145 #define PWM0_SERIAL     0x0002  // Run in serial mode
 146 #define PWM0_ENABLE     0x0001  // Channel Enable
 147
 148 // Timer
 149
 150 #define TIMER_LOAD      (0x400 >> 2)
 151 #define TIMER_VALUE     (0x404 >> 2)
 152 #define TIMER_CONTROL   (0x408 >> 2)
 153 #define TIMER_IRQ_CLR   (0x40C >> 2)
 154 #define TIMER_IRQ_RAW   (0x410 >> 2)
 155 #define TIMER_IRQ_MASK  (0x414 >> 2)
 156 #define TIMER_RELOAD    (0x418 >> 2)
 157 #define TIMER_PRE_DIV   (0x41C >> 2)
 158 #define TIMER_COUNTER   (0x420 >> 2)
 159
 160 // Locals to hold pointers to the hardware
 161
 162 static volatile uint32_t *gpio ;
 163 static volatile uint32_t *pwm ;
 164 static volatile uint32_t *clk ;
 165 static volatile uint32_t *pads ;
 166 static volatile uint32_t *timer ;
 167
 168 static volatile uint32_t *timerIrqRaw ;
 169
 170 // The BCM2835 has 54 GPIO pins.
 171 //      BCM2835 data sheet, Page 90 onwards.
 172 //      There are 6 control registers, each control the functions of a block
 173 //      of 10 pins.
 174 //      Each control register has 10 sets of 3 bits per GPIO pin:
 175 //
 176 //      000 = GPIO Pin X is an input
 177 //      001 = GPIO Pin X is an output
 178 //      100 = GPIO Pin X takes alternate function 0
 179 //      101 = GPIO Pin X takes alternate function 1
 180 //      110 = GPIO Pin X takes alternate function 2
 181 //      111 = GPIO Pin X takes alternate function 3
 182 //      011 = GPIO Pin X takes alternate function 4
 183 //      010 = GPIO Pin X takes alternate function 5
 184 //
 185 // So the 3 bits for port X are:
 186 //      X / 10 + ((X % 10) * 3)
 187
 188 // sysFds:
 189 //      Map a file descriptor from the /sys/class/gpio/gpioX/value
 190
 191 static int sysFds [64] ;
 192
 193 // Doing it the Arduino way with lookup tables...
 194 //      Yes, it's probably more innefficient than all the bit-twidling, but it
 195 //      does tend to make it all a bit clearer. At least to me!
 196
 197 // pinToGpio:
 198 //      Take a Wiring pin (0 through X) and re-map it to the BCM_GPIO pin
 199
 200 static int pinToGpio [64] =
 201 {
 202   17, 18, 21, 22, 23, 24, 25, 4,        // From the Original Wiki - GPIO 0 through 7
 203    0,  1,                               // I2C  - SDA0, SCL0
 204    8,  7,                               // SPI  - CE1, CE0
 205   10,  9, 11,                           // SPI  - MOSI, MISO, SCLK
 206   14, 15,                               // UART - Tx, Rx
 207
 208 // Padding:
 209
 210           -1, -1, -1,-1,-1,-1,-1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,       // ... 31
 211   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,       // ... 47
 212   -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1,       // ... 63
 213 } ;
 214
 215 // gpioToGPFSEL:
 216 //      Map a BCM_GPIO pin to it's control port. (GPFSEL 0-5)
 217
 218 static uint8_t gpioToGPFSEL [] =
 219 {
 220   0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
 221   1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
 222   2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,
 223   3,3,3,3,3,3,3,3,3,3,
 224   4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,
 225   5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
 226 } ;
 227
 228 // gpioToShift
 229 //      Define the shift up for the 3 bits per pin in each GPFSEL port
 230
 231 static uint8_t gpioToShift [] =
 232 {
 233   0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,
 234   0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,
 235   0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,
 236   0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,
 237   0,3,6,9,12,15,18,21,24,27,
 238 } ;
 239
 240 // gpioToGPSET:
 241 //      (Word) offset to the GPIO Set registers for each GPIO pin
 242
 243 static uint8_t gpioToGPSET [] =
 244 {
 245    7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7,
 246    8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8, 8,
 247 } ;
 248
 249 // gpioToGPCLR:
 250 //      (Word) offset to the GPIO Clear registers for each GPIO pin
 251
 252 static uint8_t gpioToGPCLR [] =
 253 {
 254   10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,10,
 255   11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,11,
 256 } ;
 257
 258 // gpioToGPLEV:
 259 //      (Word) offset to the GPIO Input level registers for each GPIO pin
 260
 261 static uint8_t gpioToGPLEV [] =
 262 {
 263   13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,13,
 264   14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,14,
 265 } ;
 266
 267 #ifdef notYetReady
 268 // gpioToEDS
 269 //      (Word) offset to the Event Detect Status
 270
 271 static uint8_t gpioToEDS [] =
 272 {
 273   16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,
 274   17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,17,
 275 } ;
 276
 277 // gpioToREN
 278 //      (Word) offset to the Rising edgde ENable register
 279
 280 static uint8_t gpioToREN [] =
 281 {
 282   19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,19,
 283   20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,20,
 284 } ;
 285
 286 // gpioToFEN
 287 //      (Word) offset to the Falling edgde ENable register
 288
 289 static uint8_t gpioToFEN [] =
 290 {
 291   22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,22,
 292   23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,23,
 293 } ;
 294 #endif
 295
 296 // gpioToPUDCLK
 297 //      (Word) offset to the Pull Up Down Clock regsiter
 298
 299 #define GPPUD   37
 300
 301 static uint8_t gpioToPUDCLK [] =
 302 {
 303   38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,38,
 304   39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,39,
 305 } ;
 306
 307 // gpioToPwmALT
 308 //      the ALT value to put a GPIO pin into PWM mode
 309
 310 static uint8_t gpioToPwmALT [] =
 311 {
 312           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       //  0 ->  7
 313           0,         0,         0,         0, FSEL_ALT0, FSEL_ALT0,         0,         0,       //  8 -> 15
 314           0,         0, FSEL_ALT5, FSEL_ALT5,         0,         0,         0,         0,       // 16 -> 23
 315           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 24 -> 31
 316           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 32 -> 39
 317   FSEL_ALT0, FSEL_ALT0,         0,         0,         0, FSEL_ALT0,         0,         0,       // 40 -> 47
 318           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 48 -> 55
 319           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 56 -> 63
 320 } ;
 321
 322 static uint8_t gpioToPwmPort [] =
 323 {
 324           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       //  0 ->  7
 325           0,         0,         0,         0, PWM0_DATA, PWM1_DATA,         0,         0,       //  8 -> 15
 326           0,         0, PWM0_DATA, PWM1_DATA,         0,         0,         0,         0,       // 16 -> 23
 327           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 24 -> 31
 328           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 32 -> 39
 329   PWM0_DATA, PWM1_DATA,         0,         0,         0, PWM1_DATA,         0,         0,       // 40 -> 47
 330           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 48 -> 55
 331           0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,         0,       // 56 -> 63
 332
 333 } ;
 334
 335
 336 // Time for easy calculations
 337
 338 static unsigned long long epoch ;
 339
 340 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 341
 342
 343 /*
 344  * pinMode:
 345  *      Sets the mode of a pin to be input, output or PWM output
 346  *********************************************************************************
 347  */
 348
 349 void pinModeGpio (int pin, int mode)
 350 {
 351   static int pwmRunning  = FALSE ;
 352   int fSel, shift, alt ;
 353
 354   pin &= 63 ;
 355
 356   fSel    = gpioToGPFSEL [pin] ;
 357   shift   = gpioToShift  [pin] ;
 358
 359   /**/ if (mode == INPUT)
 360     *(gpio + fSel) = (*(gpio + fSel) & ~(7 << shift)) ; // Sets bits to zero = input
 361   else if (mode == OUTPUT)
 362     *(gpio + fSel) = (*(gpio + fSel) & ~(7 << shift)) | (1 << shift) ;
 363   else if (mode == PWM_OUTPUT)
 364   {
 365     if ((alt = gpioToPwmALT [pin]) == 0)        // Not a PWM pin
 366       return ;
 367
 368 // Set pin to PWM mode
 369
 370     *(gpio + fSel) = (*(gpio + fSel) & ~(7 << shift)) | (alt << shift) ;
 371
 372 // We didn't initialise the PWM hardware at setup time - because it's possible that
 373 //      something else is using the PWM - e.g. the Audio systems! So if we use PWM
 374 //      here, then we're assuming that nothing else is, otherwise things are going
 375 //      to sound a bit funny...
 376
 377     if (!pwmRunning)
 378     {
 379
 380 //      Gert/Doms Values
 381       *(clk + PWMCLK_DIV)  = BCM_PASSWORD | (32<<12) ;  // set pwm div to 32 (19.2/3 = 600KHz)
 382       *(clk + PWMCLK_CNTL) = BCM_PASSWORD | 0x11 ;      // Source=osc and enable
 383       digitalWrite (pin, LOW) ;
 384       *(pwm + PWM_CONTROL) = 0 ;                        // Disable PWM
 385       delayMicroseconds (10) ;
 386       *(pwm + PWM0_RANGE) = 0x400 ;
 387       delayMicroseconds (10) ;
 388       *(pwm + PWM1_RANGE) = 0x400 ;
 389       delayMicroseconds (10) ;
 390
 391 // Enable PWMs
 392
 393       *(pwm + PWM0_DATA) = 512 ;
 394       *(pwm + PWM1_DATA) = 512 ;
 395
 396       *(pwm + PWM_CONTROL) = PWM0_ENABLE | PWM1_ENABLE ;
 397
 398       pwmRunning = TRUE ;
 399     }
 400
 401   }
 402
 403 // When we change mode of any pin, we remove the pull up/downs
 404 //      Or we used to... Hm. Commented out now because for some wieird reason,
 405 //      it seems to block subsequent attempts to set the pull up/downs and I've
 406 //      not quite gotten to the bottom of why this happens
 407 //      The down-side is that the pull up/downs are rememberd in the SoC between
 408 //      power cycles, so it's going to be a good idea to explicitly set them in
 409 //      any new code.
 410 //
 411 //  pullUpDnControl (pin, PUD_OFF) ;
 412
 413 }
 414
 415 void pinModeWPi (int pin, int mode)
 416 {
 417   pinModeGpio (pinToGpio [pin & 63], mode) ;
 418 }
 419
 420 void pinModeSys (int pin, int mode)
 421 {
 422   return ;
 423 }
 424
 425
 426 #ifdef notYetReady
 427 /*
 428  * pinED01:
 429  * pinED10:
 430  *      Enables edge-detect mode on a pin - from a 0 to a 1 or 1 to 0
 431  *      Pin must already be in input mode with appropriate pull up/downs set.
 432  *********************************************************************************
 433  */
 434
 435 void pinEnableED01Pi (int pin)
 436 {
 437   pin = pinToGpio [pin & 63] ;
 438 }
 439 #endif
 440
 441
 442
 443 /*
 444  * digitalWrite:
 445  *      Set an output bit
 446  *********************************************************************************
 447  */
 448
 449 void digitalWriteWPi (int pin, int value)
 450 {
 451   pin = pinToGpio [pin & 63] ;
 452
 453   if (value == LOW)
 454     *(gpio + gpioToGPCLR [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 455   else
 456     *(gpio + gpioToGPSET [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 457 }
 458
 459 void digitalWriteGpio (int pin, int value)
 460 {
 461   pin &= 63 ;
 462
 463   if (value == LOW)
 464     *(gpio + gpioToGPCLR [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 465   else
 466     *(gpio + gpioToGPSET [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 467 }
 468
 469 void digitalWriteSys (int pin, int value)
 470 {
 471   pin &= 63 ;
 472
 473   if (sysFds [pin] != -1)
 474   {
 475     if (value == LOW)
 476       write (sysFds [pin], "0\n", 2) ;
 477     else
 478       write (sysFds [pin], "1\n", 2) ;
 479   }
 480 }
 481
 482
 483 /*
 484  * pwnWrite:
 485  *      Set an output PWM value
 486  *********************************************************************************
 487  */
 488
 489 void pwmWriteGpio (int pin, int value)
 490 {
 491   int port ;
 492
 493   pin  = pin & 63 ;
 494   port = gpioToPwmPort [pin] ;
 495
 496   *(pwm + port) = value & 0x3FF ;
 497 }
 498
 499 void pwmWriteWPi (int pin, int value)
 500 {
 501   pwmWriteGpio (pinToGpio [pin & 63], value) ;
 502 }
 503
 504 void pwmWriteSys (int pin, int value)
 505 {
 506   return ;
 507 }
 508
 509
 510 /*
 511  * setPadDrive:
 512  *      Set the PAD driver value
 513  *********************************************************************************
 514  */
 515
 516 void setPadDriveWPi (int group, int value)
 517 {
 518   uint32_t wrVal ;
 519
 520   if ((group < 0) || (group > 2))
 521     return ;
 522
 523   wrVal = BCM_PASSWORD | 0x18 | (value & 7) ;
 524   *(pads + group + 11) = wrVal ;
 525
 526 #ifdef  DEBUG_PADS
 527   printf ("setPadDrive: Group: %d, value: %d (%08X)\n", group, value, wrVal) ;
 528   printf ("Read : %08X\n", *(pads + group + 11)) ;
 529 #endif
 530 }
 531
 532 void setPadDriveGpio (int group, int value)
 533 {
 534   setPadDriveWPi (group, value) ;
 535 }
 536
 537 void setPadDriveSys (int group, int value)
 538 {
 539   return ;
 540 }
 541
 542
 543 /*
 544  * digitalRead:
 545  *      Read the value of a given Pin, returning HIGH or LOW
 546  *********************************************************************************
 547  */
 548
 549 int digitalReadWPi (int pin)
 550 {
 551   pin = pinToGpio [pin & 63] ;
 552
 553   if ((*(gpio + gpioToGPLEV [pin]) & (1 << (pin & 31))) != 0)
 554     return HIGH ;
 555   else
 556     return LOW ;
 557 }
 558
 559 int digitalReadGpio (int pin)
 560 {
 561   pin &= 63 ;
 562
 563   if ((*(gpio + gpioToGPLEV [pin]) & (1 << (pin & 31))) != 0)
 564     return HIGH ;
 565   else
 566     return LOW ;
 567 }
 568
 569 int digitalReadSys (int pin)
 570 {
 571   char c ;
 572
 573   pin &= 63 ;
 574
 575   if (sysFds [pin] == -1)
 576     return 0 ;
 577
 578   lseek (sysFds [pin], 0L, SEEK_SET) ;
 579   read  (sysFds [pin], &c, 1) ;
 580   return (c == '0') ? 0 : 1 ;
 581 }
 582
 583
 584 /*
 585  * pullUpDownCtrl:
 586  *      Control the internal pull-up/down resistors on a GPIO pin
 587  *      The Arduino only has pull-ups and these are enabled by writing 1
 588  *      to a port when in input mode - this paradigm doesn't quite apply
 589  *      here though.
 590  *********************************************************************************
 591  */
 592
 593 void pullUpDnControlGpio (int pin, int pud)
 594 {
 595   pin &= 63 ;
 596   pud &=  3 ;
 597
 598   *(gpio + GPPUD)              = pud ;                  delayMicroseconds (5) ;
 599   *(gpio + gpioToPUDCLK [pin]) = 1 << (pin & 31) ;      delayMicroseconds (5) ;
 600
 601   *(gpio + GPPUD)              = 0 ;                    delayMicroseconds (5) ;
 602   *(gpio + gpioToPUDCLK [pin]) = 0 ;                    delayMicroseconds (5) ;
 603 }
 604
 605 void pullUpDnControlWPi (int pin, int pud)
 606 {
 607   pullUpDnControlGpio (pinToGpio [pin & 63], pud) ;
 608 }
 609
 610 void pullUpDnControlSys (int pin, int pud)
 611 {
 612   return ;
 613 }
 614
 615
 616 /*
 617  * waitForInterrupt:
 618  *      Wait for Interrupt on a GPIO pin.
 619  *      This is actually done via the /sys/class/gpio interface regardless of
 620  *      the wiringPi access mode in-use. Maybe sometime it might get a better
 621  *      way for a bit more efficiency.
 622  *********************************************************************************
 623  */
 624
 625 int waitForInterruptSys (int pin, int mS)
 626 {
 627   int fd, x ;
 628   char buf [8] ;
 629   struct pollfd polls ;
 630
 631   if ((fd = sysFds [pin & 63]) == -1)
 632     return -2 ;
 633
 634 // Do a dummy read
 635
 636   x = read (fd, buf, 6) ;
 637   if (x < 0)
 638     return x ;
 639
 640 // And seek
 641
 642   lseek (fd, 0, SEEK_SET) ;
 643
 644 // Setup poll structure
 645
 646   polls.fd     = fd ;
 647   polls.events = POLLPRI ;      // Urgent data!
 648
 649 // Wait for it ...
 650
 651   return poll (&polls, 1, mS) ;
 652 }
 653
 654 int waitForInterruptWPi (int pin, int mS)
 655 {
 656   return waitForInterruptSys (pinToGpio [pin & 63], mS) ;
 657 }
 658
 659 int waitForInterruptGpio (int pin, int mS)
 660 {
 661   return waitForInterruptSys (pin, mS) ;
 662 }
 663
 664
 665
 666
 667 /*
 668  * delay:
 669  *      Wait for some number of milli seconds
 670  *********************************************************************************
 671  */
 672
 673 void delay (unsigned int howLong)
 674 {
 675   struct timespec sleeper, dummy ;
 676
 677   sleeper.tv_sec  = (time_t)(howLong / 1000) ;
 678   sleeper.tv_nsec = (long)(howLong % 1000) * 1000000 ;
 679
 680   nanosleep (&sleeper, &dummy) ;
 681 }
 682
 683
 684 /*
 685  * delayMicroseconds:
 686  *      This is somewhat intersting. It seems that on the Pi, a single call
 687  *      to nanosleep takes some 80 to 130 microseconds anyway, so while
 688  *      obeying the standards (may take longer), it's not always what we
 689  *      want!
 690  *
 691  *      So what I'll do now is if the delay is less than 100uS we'll do it
 692  *      in a hard loop, watching a built-in counter on the ARM chip. This is
 693  *      somewhat sub-optimal in that it uses 100% CPU, something not an issue
 694  *      in a microcontroller, but under a multi-tasking, multi-user OS, it's
 695  *      wastefull, however we've no real choice )-:
 696  *********************************************************************************
 697  */
 698
 699 void delayMicrosecondsSys (unsigned int howLong)
 700 {
 701   struct timespec sleeper, dummy ;
 702
 703   sleeper.tv_sec  = 0 ;
 704   sleeper.tv_nsec = (long)(howLong * 1000) ;
 705
 706   nanosleep (&sleeper, &dummy) ;
 707 }
 708
 709 void delayMicrosecondsHard (unsigned int howLong)
 710 {
 711   *(timer + TIMER_LOAD)    = howLong ;
 712   *(timer + TIMER_IRQ_CLR) = 0 ;
 713
 714   while (*timerIrqRaw == 0)
 715     ;
 716 }
 717
 718 void delayMicrosecondsWPi (unsigned int howLong)
 719 {
 720   struct timespec sleeper, dummy ;
 721
 722   /**/ if (howLong ==   0)
 723     return ;
 724   else if (howLong  < 100)
 725     delayMicrosecondsHard (howLong) ;
 726   else
 727   {
 728     sleeper.tv_sec  = 0 ;
 729     sleeper.tv_nsec = (long)(howLong * 1000) ;
 730     nanosleep (&sleeper, &dummy) ;
 731   }
 732 }
 733
 734
 735 /*
 736  * millis:
 737  *      Return a number of milliseconds as an unsigned int.
 738  *********************************************************************************
 739  */
 740
 741 unsigned int millis (void)
 742 {
 743   struct timeval tv ;
 744   unsigned long long t1 ;
 745
 746   gettimeofday (&tv, NULL) ;
 747
 748   t1 = (tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec) / 1000 ;
 749
 750   return (uint32_t)(t1 - epoch) ;
 751 }
 752
 753
 754 /*
 755  * wiringPiSetup:
 756  *      Must be called once at the start of your program execution.
 757  *
 758  * Default setup: Initialises the system into wiringPi Pin mode and uses the
 759  *      memory mapped hardware directly.
 760  *********************************************************************************
 761  */
 762
 763 int wiringPiSetup (void)
 764 {
 765   int      fd ;
 766   uint8_t *gpioMem, *pwmMem, *clkMem, *padsMem, *timerMem ;
 767   struct timeval tv ;
 768
 769             pinMode =           pinModeWPi ;
 770     pullUpDnControl =   pullUpDnControlWPi ;
 771        digitalWrite =      digitalWriteWPi ;
 772            pwmWrite =          pwmWriteWPi ;
 773         setPadDrive =       setPadDriveWPi ;
 774         digitalRead =       digitalReadWPi ;
 775    waitForInterrupt =  waitForInterruptWPi ;
 776   delayMicroseconds = delayMicrosecondsWPi ;
 777
 778 // Open the master /dev/memory device
 779
 780   if ((fd = open ("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC) ) < 0)
 781   {
 782     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: Unable to open /dev/mem: %s\n", strerror (errno)) ;
 783     return -1 ;
 784   }
 785
 786 // GPIO:
 787
 788 // Allocate 2 pages - 1 ...
 789
 790   if ((gpioMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 791   {
 792     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 793     return -1 ;
 794   }
 795
 796 // ... presumably to make sure we can round it up to a whole page size
 797
 798   if (((uint32_t)gpioMem % PAGE_SIZE) != 0)
 799     gpioMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)gpioMem % PAGE_SIZE) ;
 800
 801   gpio = (uint32_t *)mmap((caddr_t)gpioMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_BASE) ;
 802
 803   if ((int32_t)gpio < 0)
 804   {
 805     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 806     return -1 ;
 807   }
 808
 809 // PWM
 810
 811   if ((pwmMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 812   {
 813     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: pwmMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 814     return -1 ;
 815   }
 816
 817   if (((uint32_t)pwmMem % PAGE_SIZE) != 0)
 818     pwmMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)pwmMem % PAGE_SIZE) ;
 819
 820   pwm = (uint32_t *)mmap(pwmMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_PWM) ;
 821
 822   if ((int32_t)pwm < 0)
 823   {
 824     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (pwm): %s\n", strerror (errno)) ;
 825     return -1 ;
 826   }
 827
 828 // Clock control (needed for PWM)
 829
 830   if ((clkMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 831   {
 832     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: clkMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 833     return -1 ;
 834   }
 835
 836   if (((uint32_t)clkMem % PAGE_SIZE) != 0)
 837     clkMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)clkMem % PAGE_SIZE) ;
 838
 839   clk = (uint32_t *)mmap(clkMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, CLOCK_BASE) ;
 840
 841   if ((int32_t)clk < 0)
 842   {
 843     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (clk): %s\n", strerror (errno)) ;
 844     return -1 ;
 845   }
 846
 847 // The drive pads
 848
 849   if ((padsMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 850   {
 851     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: padsMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 852     return -1 ;
 853   }
 854
 855   if (((uint32_t)padsMem % PAGE_SIZE) != 0)
 856     padsMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)padsMem % PAGE_SIZE) ;
 857
 858   pads = (uint32_t *)mmap(padsMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_PADS) ;
 859
 860   if ((int32_t)pads < 0)
 861   {
 862     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (pads): %s\n", strerror (errno)) ;
 863     return -1 ;
 864   }
 865
 866 #ifdef  DEBUG_PADS
 867   printf ("Checking pads @ 0x%08X\n", (unsigned int)pads) ;
 868   printf (" -> %08X %08X %08X\n", *(pads + 11), *(pads + 12), *(pads + 13)) ;
 869 #endif
 870
 871 // The system timer
 872
 873   if ((timerMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 874   {
 875     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: timerMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 876     return -1 ;
 877   }
 878
 879   if (((uint32_t)timerMem % PAGE_SIZE) != 0)
 880     timerMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)timerMem % PAGE_SIZE) ;
 881
 882   timer = (uint32_t *)mmap(timerMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_TIMER) ;
 883
 884   if ((int32_t)timer < 0)
 885   {
 886     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (timer): %s\n", strerror (errno)) ;
 887     return -1 ;
 888   }
 889
 890 // Set the timer to free-running, 1MHz.
 891 //      0xF9 is 249, the timer divide is base clock / (divide+1)
 892 //      so base clock is 250MHz / 250 = 1MHz.
 893
 894   *(timer + TIMER_CONTROL) = 0x0000280 ;
 895   *(timer + TIMER_PRE_DIV) = 0x00000F9 ;
 896   timerIrqRaw = timer + TIMER_IRQ_RAW ;
 897
 898 // Initialise our epoch for millis()
 899
 900   gettimeofday (&tv, NULL) ;
 901   epoch = (tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec) / 1000 ;
 902
 903   return 0 ;
 904 }
 905
 906
 907 /*
 908  * wiringPiSetupGpio:
 909  *      Must be called once at the start of your program execution.
 910  *
 911  * GPIO setup: Initialises the system into GPIO Pin mode and uses the
 912  *      memory mapped hardware directly.
 913  *********************************************************************************
 914  */
 915
 916 int wiringPiSetupGpio (void)
 917 {
 918   int x = wiringPiSetup () ;
 919
 920   if (x != 0)
 921     return x ;
 922
 923             pinMode =           pinModeGpio ;
 924     pullUpDnControl =   pullUpDnControlGpio ;
 925        digitalWrite =      digitalWriteGpio ;
 926            pwmWrite =          pwmWriteGpio ;
 927         setPadDrive =       setPadDriveGpio ;
 928         digitalRead =       digitalReadGpio ;
 929    waitForInterrupt =  waitForInterruptGpio ;
 930   delayMicroseconds = delayMicrosecondsWPi ;    // Same
 931
 932   return 0 ;
 933 }
 934
 935
 936 /*
 937  * wiringPiSetupSys:
 938  *      Must be called once at the start of your program execution.
 939  *
 940  * Initialisation (again), however this time we are using the /sys/class/gpio
 941  *      interface to the GPIO systems - slightly slower, but always usable as
 942  *      a non-root user, assuming the devices are already exported and setup correctly.
 943  */
 944
 945 int wiringPiSetupSys (void)
 946 {
 947   int pin ;
 948   struct timeval tv ;
 949   char fName [128] ;
 950
 951             pinMode =           pinModeSys ;
 952     pullUpDnControl =   pullUpDnControlSys ;
 953        digitalWrite =      digitalWriteSys ;
 954            pwmWrite =          pwmWriteSys ;
 955         setPadDrive =       setPadDriveSys ;
 956         digitalRead =       digitalReadSys ;
 957    waitForInterrupt =  waitForInterruptSys ;
 958   delayMicroseconds = delayMicrosecondsSys ;
 959
 960 // Open and scan the directory, looking for exported GPIOs, and pre-open
 961 //      the 'value' interface to speed things up for later
 962
 963   for (pin = 0 ; pin < 64 ; ++pin)
 964   {
 965     sprintf (fName, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin) ;
 966     sysFds [pin] = open (fName, O_RDWR) ;
 967   }
 968
 969 // Initialise the epoch for mills() ...
 970
 971   gettimeofday (&tv, NULL) ;
 972   epoch = (tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec) / 1000 ;
 973
 974   return 0 ;
 975 }