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
 405 //  delayMicroseconds (300) ;
 406 //  pullUpDnControl (pin, PUD_OFF) ;
 407 }
 408
 409 void pinModeWPi (int pin, int mode)
 410 {
 411   pinModeGpio (pinToGpio [pin & 63], mode) ;
 412 }
 413
 414 void pinModeSys (int pin, int mode)
 415 {
 416   return ;
 417 }
 418
 419
 420 #ifdef notYetReady
 421 /*
 422  * pinED01:
 423  * pinED10:
 424  *      Enables edge-detect mode on a pin - from a 0 to a 1 or 1 to 0
 425  *      Pin must already be in input mode with appropriate pull up/downs set.
 426  *********************************************************************************
 427  */
 428
 429 void pinEnableED01Pi (int pin)
 430 {
 431   pin = pinToGpio [pin & 63] ;
 432 }
 433 #endif
 434
 435
 436
 437 /*
 438  * digitalWrite:
 439  *      Set an output bit
 440  *********************************************************************************
 441  */
 442
 443 void digitalWriteWPi (int pin, int value)
 444 {
 445   pin = pinToGpio [pin & 63] ;
 446
 447   if (value == LOW)
 448     *(gpio + gpioToGPCLR [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 449   else
 450     *(gpio + gpioToGPSET [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 451 }
 452
 453 void digitalWriteGpio (int pin, int value)
 454 {
 455   pin &= 63 ;
 456
 457   if (value == LOW)
 458     *(gpio + gpioToGPCLR [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 459   else
 460     *(gpio + gpioToGPSET [pin]) = 1 << (pin & 31) ;
 461 }
 462
 463 void digitalWriteSys (int pin, int value)
 464 {
 465   pin &= 63 ;
 466
 467   if (sysFds [pin] != -1)
 468   {
 469     if (value == LOW)
 470       write (sysFds [pin], "0\n", 2) ;
 471     else
 472       write (sysFds [pin], "1\n", 2) ;
 473   }
 474 }
 475
 476
 477 /*
 478  * pwnWrite:
 479  *      Set an output PWM value
 480  *********************************************************************************
 481  */
 482
 483 void pwmWriteGpio (int pin, int value)
 484 {
 485   int port ;
 486
 487   pin  = pin & 63 ;
 488   port = gpioToPwmPort [pin] ;
 489
 490   *(pwm + port) = value & 0x3FF ;
 491 }
 492
 493 void pwmWriteWPi (int pin, int value)
 494 {
 495   pwmWriteGpio (pinToGpio [pin & 63], value) ;
 496 }
 497
 498 void pwmWriteSys (int pin, int value)
 499 {
 500   return ;
 501 }
 502
 503
 504 /*
 505  * setPadDrive:
 506  *      Set the PAD driver value
 507  *********************************************************************************
 508  */
 509
 510 void setPadDriveWPi (int group, int value)
 511 {
 512   uint32_t wrVal ;
 513
 514   if ((group < 0) || (group > 2))
 515     return ;
 516
 517   wrVal = BCM_PASSWORD | 0x18 | (value & 7) ;
 518   *(pads + group + 11) = wrVal ;
 519
 520 #ifdef  DEBUG_PADS
 521   printf ("setPadDrive: Group: %d, value: %d (%08X)\n", group, value, wrVal) ;
 522   printf ("Read : %08X\n", *(pads + group + 11)) ;
 523 #endif
 524 }
 525
 526 void setPadDriveGpio (int group, int value)
 527 {
 528   setPadDriveWPi (group, value) ;
 529 }
 530
 531 void setPadDriveSys (int group, int value)
 532 {
 533   return ;
 534 }
 535
 536
 537 /*
 538  * digitalRead:
 539  *      Read the value of a given Pin, returning HIGH or LOW
 540  *********************************************************************************
 541  */
 542
 543 int digitalReadWPi (int pin)
 544 {
 545   pin = pinToGpio [pin & 63] ;
 546
 547   if ((*(gpio + gpioToGPLEV [pin]) & (1 << (pin & 31))) != 0)
 548     return HIGH ;
 549   else
 550     return LOW ;
 551 }
 552
 553 int digitalReadGpio (int pin)
 554 {
 555   pin &= 63 ;
 556
 557   if ((*(gpio + gpioToGPLEV [pin]) & (1 << (pin & 31))) != 0)
 558     return HIGH ;
 559   else
 560     return LOW ;
 561 }
 562
 563 int digitalReadSys (int pin)
 564 {
 565   char c ;
 566
 567   pin &= 63 ;
 568
 569   if (sysFds [pin] == -1)
 570     return 0 ;
 571
 572   lseek (sysFds [pin], 0L, SEEK_SET) ;
 573   read  (sysFds [pin], &c, 1) ;
 574   return (c == '0') ? 0 : 1 ;
 575 }
 576
 577
 578 /*
 579  * pullUpDownCtrl:
 580  *      Control the internal pull-up/down resistors on a GPIO pin
 581  *      The Arduino only has pull-ups and these are enabled by writing 1
 582  *      to a port when in input mode - this paradigm doesn't quite apply
 583  *      here though.
 584  *********************************************************************************
 585  */
 586
 587 void pullUpDnControlGpio (int pin, int pud)
 588 {
 589   pin &= 63 ;
 590   pud &=  3 ;
 591
 592   *(gpio + GPPUD)              = pud ;                  delayMicroseconds (5) ;
 593   *(gpio + gpioToPUDCLK [pin]) = 1 << (pin & 31) ;      delayMicroseconds (5) ;
 594
 595   *(gpio + GPPUD)              = 0 ;                    delayMicroseconds (5) ;
 596   *(gpio + gpioToPUDCLK [pin]) = 0 ;                    delayMicroseconds (5) ;
 597 }
 598
 599 void pullUpDnControlWPi (int pin, int pud)
 600 {
 601   pullUpDnControlGpio (pinToGpio [pin & 63], pud) ;
 602 }
 603
 604 void pullUpDnControlSys (int pin, int pud)
 605 {
 606   return ;
 607 }
 608
 609
 610 /*
 611  * waitForInterrupt:
 612  *      Wait for Interrupt on a GPIO pin.
 613  *      This is actually done via the /sys/class/gpio interface regardless of
 614  *      the wiringPi access mode in-use. Maybe sometime it might get a better
 615  *      way for a bit more efficiency.
 616  *********************************************************************************
 617  */
 618
 619 int waitForInterruptSys (int pin, int mS)
 620 {
 621   int fd, x ;
 622   char buf [8] ;
 623   struct pollfd polls ;
 624
 625   if ((fd = sysFds [pin & 63]) == -1)
 626     return -2 ;
 627
 628 // Do a dummy read
 629
 630   x = read (fd, buf, 6) ;
 631   if (x < 0)
 632     return x ;
 633
 634 // And seek
 635
 636   lseek (fd, 0, SEEK_SET) ;
 637
 638 // Setup poll structure
 639
 640   polls.fd     = fd ;
 641   polls.events = POLLPRI ;      // Urgent data!
 642
 643 // Wait for it ...
 644
 645   return poll (&polls, 1, mS) ;
 646 }
 647
 648 int waitForInterruptWPi (int pin, int mS)
 649 {
 650   return waitForInterruptSys (pinToGpio [pin & 63], mS) ;
 651 }
 652
 653 int waitForInterruptGpio (int pin, int mS)
 654 {
 655   return waitForInterruptSys (pin, mS) ;
 656 }
 657
 658
 659
 660
 661 /*
 662  * delay:
 663  *      Wait for some number of milli seconds
 664  *********************************************************************************
 665  */
 666
 667 void delay (unsigned int howLong)
 668 {
 669   struct timespec sleeper, dummy ;
 670
 671   sleeper.tv_sec  = (time_t)(howLong / 1000) ;
 672   sleeper.tv_nsec = (long)(howLong % 1000) * 1000000 ;
 673
 674   nanosleep (&sleeper, &dummy) ;
 675 }
 676
 677
 678 /*
 679  * delayMicroseconds:
 680  *      This is somewhat intersting. It seems that on the Pi, a single call
 681  *      to nanosleep takes some 80 to 130 microseconds anyway, so while
 682  *      obeying the standards (may take longer), it's not always what we
 683  *      want!
 684  *
 685  *      So what I'll do now is if the delay is less than 100uS we'll do it
 686  *      in a hard loop, watching a built-in counter on the ARM chip. This is
 687  *      somewhat sub-optimal in that it uses 100% CPU, something not an issue
 688  *      in a microcontroller, but under a multi-tasking, multi-user OS, it's
 689  *      wastefull, however we've no real choice )-:
 690  *********************************************************************************
 691  */
 692
 693 void delayMicrosecondsSys (unsigned int howLong)
 694 {
 695   struct timespec sleeper, dummy ;
 696
 697   sleeper.tv_sec  = 0 ;
 698   sleeper.tv_nsec = (long)(howLong * 1000) ;
 699
 700   nanosleep (&sleeper, &dummy) ;
 701 }
 702
 703 void delayMicrosecondsHard (unsigned int howLong)
 704 {
 705   *(timer + TIMER_LOAD)    = howLong ;
 706   *(timer + TIMER_IRQ_CLR) = 0 ;
 707
 708   while (*timerIrqRaw == 0)
 709     ;
 710 }
 711
 712 void delayMicrosecondsWPi (unsigned int howLong)
 713 {
 714   struct timespec sleeper, dummy ;
 715
 716   /**/ if (howLong ==   0)
 717     return ;
 718   else if (howLong  < 100)
 719     delayMicrosecondsHard (howLong) ;
 720   else
 721   {
 722     sleeper.tv_sec  = 0 ;
 723     sleeper.tv_nsec = (long)(howLong * 1000) ;
 724     nanosleep (&sleeper, &dummy) ;
 725   }
 726 }
 727
 728
 729 /*
 730  * millis:
 731  *      Return a number of milliseconds as an unsigned int.
 732  *********************************************************************************
 733  */
 734
 735 unsigned int millis (void)
 736 {
 737   struct timeval tv ;
 738   unsigned long long t1 ;
 739
 740   gettimeofday (&tv, NULL) ;
 741
 742   t1 = (tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec) / 1000 ;
 743
 744   return (uint32_t)(t1 - epoch) ;
 745 }
 746
 747
 748 /*
 749  * wiringPiSetup:
 750  *      Must be called once at the start of your program execution.
 751  *
 752  * Default setup: Initialises the system into wiringPi Pin mode and uses the
 753  *      memory mapped hardware directly.
 754  *********************************************************************************
 755  */
 756
 757 int wiringPiSetup (void)
 758 {
 759   int      fd ;
 760   uint8_t *gpioMem, *pwmMem, *clkMem, *padsMem, *timerMem ;
 761   struct timeval tv ;
 762
 763             pinMode =           pinModeWPi ;
 764     pullUpDnControl =   pullUpDnControlWPi ;
 765        digitalWrite =      digitalWriteWPi ;
 766            pwmWrite =          pwmWriteWPi ;
 767         setPadDrive =       setPadDriveWPi ;
 768         digitalRead =       digitalReadWPi ;
 769    waitForInterrupt =  waitForInterruptWPi ;
 770   delayMicroseconds = delayMicrosecondsWPi ;
 771
 772 // Open the master /dev/memory device
 773
 774   if ((fd = open ("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC) ) < 0)
 775   {
 776     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: Unable to open /dev/mem: %s\n", strerror (errno)) ;
 777     return -1 ;
 778   }
 779
 780 // GPIO:
 781
 782 // Allocate 2 pages - 1 ...
 783
 784   if ((gpioMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 785   {
 786     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 787     return -1 ;
 788   }
 789
 790 // ... presumably to make sure we can round it up to a whole page size
 791
 792   if (((uint32_t)gpioMem % PAGE_SIZE) != 0)
 793     gpioMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)gpioMem % PAGE_SIZE) ;
 794
 795   gpio = (uint32_t *)mmap((caddr_t)gpioMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_BASE) ;
 796
 797   if ((int32_t)gpio < 0)
 798   {
 799     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 800     return -1 ;
 801   }
 802
 803 // PWM
 804
 805   if ((pwmMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 806   {
 807     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: pwmMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 808     return -1 ;
 809   }
 810
 811   if (((uint32_t)pwmMem % PAGE_SIZE) != 0)
 812     pwmMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)pwmMem % PAGE_SIZE) ;
 813
 814   pwm = (uint32_t *)mmap(pwmMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_PWM) ;
 815
 816   if ((int32_t)pwm < 0)
 817   {
 818     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (pwm): %s\n", strerror (errno)) ;
 819     return -1 ;
 820   }
 821
 822 // Clock control (needed for PWM)
 823
 824   if ((clkMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 825   {
 826     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: clkMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 827     return -1 ;
 828   }
 829
 830   if (((uint32_t)clkMem % PAGE_SIZE) != 0)
 831     clkMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)clkMem % PAGE_SIZE) ;
 832
 833   clk = (uint32_t *)mmap(clkMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, CLOCK_BASE) ;
 834
 835   if ((int32_t)clk < 0)
 836   {
 837     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (clk): %s\n", strerror (errno)) ;
 838     return -1 ;
 839   }
 840
 841 // The drive pads
 842
 843   if ((padsMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 844   {
 845     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: padsMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 846     return -1 ;
 847   }
 848
 849   if (((uint32_t)padsMem % PAGE_SIZE) != 0)
 850     padsMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)padsMem % PAGE_SIZE) ;
 851
 852   pads = (uint32_t *)mmap(padsMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_PADS) ;
 853
 854   if ((int32_t)pads < 0)
 855   {
 856     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (pads): %s\n", strerror (errno)) ;
 857     return -1 ;
 858   }
 859
 860 #ifdef  DEBUG_PADS
 861   printf ("Checking pads @ 0x%08X\n", (unsigned int)pads) ;
 862   printf (" -> %08X %08X %08X\n", *(pads + 11), *(pads + 12), *(pads + 13)) ;
 863 #endif
 864
 865 // The system timer
 866
 867   if ((timerMem = malloc (BLOCK_SIZE + (PAGE_SIZE-1))) == NULL)
 868   {
 869     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: timerMem malloc failed: %s\n", strerror (errno)) ;
 870     return -1 ;
 871   }
 872
 873   if (((uint32_t)timerMem % PAGE_SIZE) != 0)
 874     timerMem += PAGE_SIZE - ((uint32_t)timerMem % PAGE_SIZE) ;
 875
 876   timer = (uint32_t *)mmap(timerMem, BLOCK_SIZE, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED|MAP_FIXED, fd, GPIO_TIMER) ;
 877
 878   if ((int32_t)timer < 0)
 879   {
 880     fprintf (stderr, "wiringPiSetup: mmap failed (timer): %s\n", strerror (errno)) ;
 881     return -1 ;
 882   }
 883
 884 // Set the timer to free-running, 1MHz.
 885 //      0xF9 is 249, the timer divide is base clock / (divide+1)
 886 //      so base clock is 250MHz / 250 = 1MHz.
 887
 888   *(timer + TIMER_CONTROL) = 0x0000280 ;
 889   *(timer + TIMER_PRE_DIV) = 0x00000F9 ;
 890   timerIrqRaw = timer + TIMER_IRQ_RAW ;
 891
 892 // Initialise our epoch for millis()
 893
 894   gettimeofday (&tv, NULL) ;
 895   epoch = (tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec) / 1000 ;
 896
 897   return 0 ;
 898 }
 899
 900
 901 /*
 902  * wiringPiSetupGpio:
 903  *      Must be called once at the start of your program execution.
 904  *
 905  * GPIO setup: Initialises the system into GPIO Pin mode and uses the
 906  *      memory mapped hardware directly.
 907  *********************************************************************************
 908  */
 909
 910 int wiringPiSetupGpio (void)
 911 {
 912   int x = wiringPiSetup () ;
 913
 914   if (x != 0)
 915     return x ;
 916
 917             pinMode =           pinModeGpio ;
 918     pullUpDnControl =   pullUpDnControlGpio ;
 919        digitalWrite =      digitalWriteGpio ;
 920            pwmWrite =          pwmWriteGpio ;
 921         setPadDrive =       setPadDriveGpio ;
 922         digitalRead =       digitalReadGpio ;
 923    waitForInterrupt =  waitForInterruptGpio ;
 924   delayMicroseconds = delayMicrosecondsWPi ;    // Same
 925
 926   return 0 ;
 927 }
 928
 929
 930 /*
 931  * wiringPiSetupSys:
 932  *      Must be called once at the start of your program execution.
 933  *
 934  * Initialisation (again), however this time we are using the /sys/class/gpio
 935  *      interface to the GPIO systems - slightly slower, but always usable as
 936  *      a non-root user, assuming the devices are already exported and setup correctly.
 937  */
 938
 939 int wiringPiSetupSys (void)
 940 {
 941   int pin ;
 942   struct timeval tv ;
 943   char fName [128] ;
 944
 945             pinMode =           pinModeSys ;
 946     pullUpDnControl =   pullUpDnControlSys ;
 947        digitalWrite =      digitalWriteSys ;
 948            pwmWrite =          pwmWriteSys ;
 949         setPadDrive =       setPadDriveSys ;
 950         digitalRead =       digitalReadSys ;
 951    waitForInterrupt =  waitForInterruptSys ;
 952   delayMicroseconds = delayMicrosecondsSys ;
 953
 954 // Open and scan the directory, looking for exported GPIOs, and pre-open
 955 //      the 'value' interface to speed things up for later
 956
 957   for (pin = 0 ; pin < 64 ; ++pin)
 958   {
 959     sprintf (fName, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin) ;
 960     sysFds [pin] = open (fName, O_RDWR) ;
 961   }
 962
 963 // Initialise the epoch for mills() ...
 964
 965   gettimeofday (&tv, NULL) ;
 966   epoch = (tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec) / 1000 ;
 967
 968   return 0 ;
 969 }