Linux GPIO用户空间新接口：基于字符设备的操作

"Linux下基于字符设备的GPIO用户空间的新用法，主要涉及Linux 4.8及以上内核版本，利用内建的gpiochip驱动通过/dev/gpiochipx节点操作GPIO，替代了旧有的GPIOsysfs接口，引入了libgpiod库以简化用户空间的GPIO操作。" 在Linux操作系统中，GPIO（General Purpose Input/Output）接口常用于硬件控制，比如LED灯、传感器等。从Linux 4.8内核版本开始，官方不再推荐使用GPIOsysfs接口，转而提倡使用基于字符设备的GPIO用户空间新接口。这种新接口提供了更安全、更高效且功能更丰富的操作方式。 新接口的核心是通过/dev/gpiochipx设备节点进行操作，其中x是GPIO芯片的编号。这个接口利用ioctl调用和API，允许用户空间应用程序更加灵活地管理GPIO，比如事件轮询、一次性设置/读取多个GPIO值，以及支持开漏和推挽模式的GPIO。 为了简化这些操作，Linux社区开发了一个名为libgpiod的C库。该库不仅封装了底层的ioctl调用，还提供了一系列工具，如gpiodetect、gpioinfo、gpioset、gpioget、gpiofind和gpiomon等，便于开发者调试和使用GPIO。此外，未来计划支持C++和Python的绑定，以及GPIO守护进程和客户端，以扩展其应用范围。 libgpiod库中的用户空间工具示例如下： - `gpiodetect`：列出系统中的GPIO芯片及其名称和可用行数。 - `gpioset`：可以设置指定GPIO芯片的特定引脚为高或低电平。 - `gpioget`：读取指定GPIO引脚的当前电平状态。 - `gpiomon`：监控GPIO引脚的事件，如上升沿或下降沿，记录事件发生的时间。 以一个实际的应用为例，假设我们有一个项目（如CPHY）需要控制GPIO5_1来点亮LED灯，LED在低电平时亮起。我们可以编写一个名为`new-gpio-api`的程序，通过libgpiod库来实现。执行命令`./new-gpio-api /dev/gpiochip510`即可控制GPIO5_1，使LED点亮5秒后自动熄灭。这里的`/dev/gpiochip510`表示GPIO5_1所在的设备节点。 总结来说，基于字符设备的GPIO用户空间新用法为Linux系统下的GPIO操作带来了显著的改进，包括更好的资源管理、更多的功能和更方便的库支持。开发者可以利用这些新特性，以更加高效和可靠的方式实现硬件控制。