sysfs接口与用户空间库libgpiod

sysfs接口是Linux内核提供的一种让用户空间程序访问和控制内核对象（包括设备、驱动等）信息的机制，它基于虚拟文件系统，将内核对象信息以文件系统的形式表现出来，用户或程序员可以通过读写这些文件来获取或修改内核对象的属性。对于GPIO（通用输入/输出）操作，早期Linux内核版本提供了基于/sys/class/gpio路径的sysfs接口，用户可以通过读写该目录下的虚拟文件来控制GPIO的方向（输入或输出）、值（高电平或低电平）以及中断触发方式等。

然而，从Linux 4.8版本开始，该GPIO sysfs接口已被标为过时(deprecated)，并会在未来的版本中被移除，取而代之的是由chardev接口和用户空间库libgpiod组成的新方式。

尽管sysfs接口在一些情况下仍在使用，但由于其底层实现对用户不透明，易用性较差，且在未来可能被移除，因此通常推荐新项目使用更加现代和稳定的接口如libgpiod库来操作GPIO。

1. sysfs接口：

sysfs是一种在Linux内核中提供文件系统接口的方式，它可以用于控制和监视GPIO引脚。使用sysfs接口可以通过读写特定的文件来操作GPIO引脚。

首先，确保内核配置中已启用sysfs GPIO支持：

CONFIG_GPIO_SYSFS=y

然后，可以通过以下代码示例来控制GPIO引脚的输入输出状态：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>#define GPIO_IN  "/sys/class/gpio/gpioXX/value"
#define GPIO_OUT "/sys/class/gpio/gpioXX/value"int main()
{int fd;char value;// 导出GPIO引脚fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);write(fd, "XX", 2);  // XX是引脚编号close(fd);// 设置GPIO引脚的方向fd = open("/sys/class/gpio/gpioXX/direction", O_WRONLY);write(fd, "out", 3); // 或者写"in"表示输入close(fd);// 设置GPIO引脚的值fd = open(GPIO_OUT, O_WRONLY);write(fd, "1", 1);close(fd);// 读取GPIO引脚的值fd = open(GPIO_IN, O_RDONLY);read(fd, &value, 1);close(fd);printf("GPIO value: %c\n", value);// 清除GPIO引脚fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY);write(fd, "XX", 2);close(fd);return 0;
}

将代码中的XX替换为相应的GPIO引脚编号，即可进行控制。使用sysfs接口的好处是简单易用，但是对于高频率的操作可能会有性能问题。

2. libgpiod库：

libgpiod是一个用户空间用于控制GPIO的库，它提供了灵活的API来直接操作GPIO引脚，而无需依赖sysfs接口。

首先，确保已安装libgpiod库及其头文件。然后使用以下代码示例来控制GPIO引脚：

#include <stdio.h>
#include <gpiod.h>int main()
{struct gpiod_chip *chip;struct gpiod_line *line;int val;// 打开GPIO设备chip = gpiod_chip_open_by_number(0);  // 0是设备编号，根据实际情况修改// 获取GPIO引脚line = gpiod_chip_get_line(chip, X);  // 替换X为引脚编号// 设置GPIO引脚的方向gpiod_line_request_output(line, "gpio-example", GPIOD_LINE_ACTIVE_STATE_HIGH);// 设置GPIO引脚的值gpiod_line_set_value(line, 1);  // 设置为高电平// 读取GPIO引脚的值val = gpiod_line_get_value(line);printf("GPIO value: %d\n", val);// 关闭GPIO设备gpiod_line_release(line);gpiod_chip_close(chip);return 0;
}