#!/usr/bin/luajit
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-- gpio_led.lua     2015/03/21
--   Copyright (c) 2015 Jun Mizutani,
--   released under the MIT open source license.
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local bit = require("bit")
local ffi = require("ffi")
local C = ffi.C

ffi.cdef[[
  void *mmap(void *addr, size_t len, int prot, int flags, int fd, int offset);
  int munmap(void *addr, size_t len);
  int open(const char *pathname, int flags, int mode);
  typedef unsigned long int nfds_t;
  int poll(struct pollfd *fds, nfds_t nfds, int timeout);
]]

function sleep(sec)
  C.poll(nil, 0, sec * 1000)
end

-- 物理アドレス空間のデバイスファイルをオープン
function mem_open()
  local O_RDONLY   = 0
  local O_WRONLY   = 1
  local O_RDWR     = 2
  local fd = C.open("/dev/mem", O_RDWR, 0)
  return fd
end

-- メモリをマッピング
function mem_map(fd, addr, length, offset)
  local PROT_READ  = 1
  local PROT_WRITE = 2
  local PROT_EXEC  = 4
  local MAP_SHARED = 1
  local MAP_PRIVATE = 2
  if fd > 0 then
    local p = C.mmap(addr, length, PROT_READ + PROT_WRITE, MAP_SHARED,
                     fd, offset)
    local mem = ffi.cast("int32_t *", p)
    if mem > ffi.cast("int32_t *", 0) then
      return mem
    end
  end
  return nil
end

-- メモリのマッピングを解除
function mem_unmap(addr, length)
  local p = ffi.cast("int32_t *", addr)
  return C.munmap(p, length)
end

local gpio
-- 初代 Raspberry Pi 用のベースアドレス
-- local BCM_PEREIFERAL_ADDR = 0x20200000
-- Raspberry Pi2 用のベースアドレス
local BCM_PEREIFERAL_ADDR = 0x3F200000

local GPSET0 = 7
local GPSET1 = 8
local GPCLR0 = 10
local GPCLR1 = 11
local GPLEV0 = 13
local GPLEV1 = 14

-- GPIO のレジスタを gpio 配列に設定
function gpioOpen()
  local fd = mem_open()
  local mem = mem_map(fd, nil, 256, BCM_PEREIFERAL_ADDR)
  if mem  == nil then
    print("You must run 'sudo luajit gpio.lua'.")
  end
  gpio = mem
end

-- GPIO のレジスタのマッピングを解除
function gpioClose()
  mem_unmap(BCM_PEREIFERAL_ADDR, 256)
end

-- pinNo の GPIO のモードを設定
-- mode: 0/input, 1/output
function gpioSetPinMode(pinNo, mode)
  if pinNo > 53 or pinNo < 0 then
    print("PinNo is out of range.")
    return
  elseif mode > 7 then
    print("Mode must be [0..7].")
    return
  else
    local reg = math.floor(pinNo / 10)
    local shift = (pinNo % 10) * 3
    local mask = bit.bnot(bit.lshift(7, shift)) -- ~(7 << shift)
    local val = bit.lshift(mode, shift)
    local orig = gpio[reg]
    local new = bit.bor(bit.band(orig, mask), val)
    gpio[reg] = new
  end
end

-- pinNo の GPIO のモードを取得
function gpioGetPinMode(pinNo)
  if pinNo > 53 or pinNo < 0 then
    print("PinNo is out of range.")
    return nil
  else
    local reg = math.floor(pinNo / 10)
    local shift = (pinNo % 10) * 3
    local mask = bit.lshift(7, shift)
    local val = bit.band(gpio[reg], mask)
    local mode = bit.rshift(val, shift)
    return mode
  end
end

-- pinNo の GPIO に 1 を出力
function gpioSet(pinNo)
  if pinNo < 32 then
    gpio[GPSET0] = bit.lshift(1, pinNo)
  elseif pinNo < 54 then
    gpio[GPSET1] = bit.lshift(1, pinNo - 32)
  end
end

-- pinNo の GPIO に 0 を出力
function gpioClear(pinNo)
  if pinNo < 32 then
    gpio[GPCLR0] = bit.lshift(1, pinNo)
  elseif pinNo < 54 then
    gpio[GPCLR1] = bit.lshift(1, pinNo - 32)
  end
end

-- pinNo の GPIO を読み出し
function gpioRead(pinNo)
  local val
  if pinNo < 32 then
    val = bit.band(gpio[GPLEV0], bit.lshift(1, pinNo))
  elseif pinNo < 54 then
    val = bit.band(gpio[GPLEV1], bit.lshift(1, pinNo - 32))
  end
  if val ~= 0 then
    return 1
  end
  return 0
end

-- PWR(赤)と ACT(緑)を点滅させる
gpioOpen()             -- GPIO アクセス準備
gpioSetPinMode(35, 1)  -- PWR : 出力モード
gpioSetPinMode(47, 1)  -- ACT : 出力モード
for i = 1, 30 do
  gpioSet(35)          -- PWR を 点灯
  gpioSet(47)          -- ACT を 点灯
  sleep(0.5)           -- 0.5秒間待つ
  gpioClear(35)        -- PWR を 消灯
  gpioClear(47)        -- ACT を 消灯
  sleep(0.3)           -- 0.3秒間待つ
end
gpioClose()