Linux GPIO用户空间新接口:基于字符设备的操作
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更新于2024-09-07
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"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。
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haha_fx
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