01

sysfs文件系統(tǒng)控制外設(shè)（linux4.8開始廢棄）

眾所周知，linux下一切皆文件，那么應(yīng)用層如何控制硬件層，同樣是通過 文件I/O的方式來實(shí)現(xiàn)的，那、么應(yīng)用層控制硬件層通常有兩種方式：

1、/dev/ 目錄下為各設(shè)備節(jié)點(diǎn)，通過對這些設(shè)備文件的I/O操作可以實(shí)現(xiàn)對底層硬件的操作

2、sysfs 文件系統(tǒng)的主要功能是對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行管理，它可以產(chǎn)生一個(gè)包含所有系統(tǒng)硬件層次的視圖，而 sysfs 文件系統(tǒng)掛載在 /sys 目錄下

一、sys目錄架構(gòu)

進(jìn)入到 sys 目錄下，可以看到如下文件：

包括 block、bus、class、dev、devices、firmware、fs、kernel、

modules、power 等

二、sys 目錄介紹

sysfs 是一個(gè)基于內(nèi)存的文件系統(tǒng)，同 devfs 、 proc 文件系統(tǒng)一樣，稱為虛擬文件系統(tǒng)；它的作用是將內(nèi)核信息以文件的方式提供給應(yīng)用層使用。

sysfs 文件系統(tǒng)的主要功能便是對系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行管理，它可以產(chǎn)生一個(gè)包含所有系統(tǒng)硬件層次的視圖。

sysfs 文件系統(tǒng)掛載在 /sys 目錄下，

/sys/devices：

這是系統(tǒng)中所有設(shè)備存放的目錄,也就是系統(tǒng)中的所有設(shè)備在 sysfs 中的呈現(xiàn)、表達(dá),也是 sysfs 管理設(shè)備的最重要的目錄結(jié)構(gòu)。

/sys/block：

塊設(shè)備的存放目錄,這是一個(gè)過時(shí)的接口,按照 sysfs 的設(shè)計(jì)理念,系統(tǒng)所有的設(shè)備都存放在/sys/devices 目錄下,所以/sys/block 目錄下的文件通常是鏈接到/sys/devices 目錄下的文件。

/sys/bus：

這是系統(tǒng)中的所有設(shè)備按照總線類型分類放置的目錄結(jié)構(gòu),/sys/devices 目錄下每一種設(shè)備都是掛在某種總線下的,譬如 i2c 設(shè)備掛在 I2C 總線下。同樣,/sys/bus 目錄下的文件通常也是鏈接到了/sys/devices 目錄。

/sys/class：

這是系統(tǒng)中的所有設(shè)備按照其功能分類放置的目錄結(jié)構(gòu),同樣該目錄下的文件也是鏈接到了/sys/devices 目錄。按照設(shè)備的功能劃分組織在/sys/class 目錄下,譬如/sys/class/leds目錄中存放了所有的 LED 設(shè)備,/sys/class/input 目錄中存放了所有的輸入類設(shè)備。

/sys/dev：

這是按照設(shè)備號(hào)的方式放置的目錄結(jié)構(gòu),同樣該目錄下的文件也是鏈接到了/sys/devices 目錄。該目錄下有很多以主設(shè)備號(hào):次設(shè)備號(hào)(major:minor)命名的文件,這些文件都是鏈接文件,鏈接到/sys/devices 目錄下對應(yīng)的設(shè)備。

/sys/firmware：

描述了內(nèi)核中的固件。

/sys/fs：

用于描述系統(tǒng)中所有文件系統(tǒng),包括文件系統(tǒng)本身和按文件系統(tǒng)分類存放的已掛載點(diǎn)。

/sys/kernel：

這里是內(nèi)核中所有可調(diào)參數(shù)的位置。

/sys/module：

這里有系統(tǒng)中所有模塊的信息。

/sys/power：

這里是系統(tǒng)中電源選項(xiàng),有一些屬性可以用于控制整個(gè)系統(tǒng)的電源狀態(tài)。

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上表顯示的便是 sysfs 文件系統(tǒng)中的目錄，包括 block 、 bus 、 class 、 dev 、 devices 、 firmware 、 fs 、 kernel 、 modules、 power 等，每個(gè)目錄下又有許多文件或子目錄，對這些目錄的說明如所示：

Linux 內(nèi)核中為了盡量降低驅(qū)動(dòng)開發(fā)者難度以及接口標(biāo)準(zhǔn)化，就出現(xiàn)了設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架的概念； Linux 針對各種常見的設(shè)備進(jìn)行分類，譬如 LED 類設(shè)備、輸入類設(shè)備、 FrameBuffer 類設(shè)備、 video 類設(shè)備、 PWM 設(shè)備等等，并為每一種類型的設(shè)備設(shè)計(jì)了一套成熟的、標(biāo)準(zhǔn)的、典型的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的框架，這個(gè)就叫做設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架。設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架為驅(qū)動(dòng)開發(fā)和應(yīng)用層提供了一套統(tǒng)一的接口規(guī)范，譬如對 LED 類設(shè)備來說，內(nèi)核提供了 LED 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架，驅(qū)動(dòng)工程師編寫 LED 驅(qū)動(dòng)時(shí)，使用 LED 驅(qū)動(dòng)框架來開發(fā)自己的 LED 驅(qū)動(dòng)程序，這樣做的好處就在于，能夠?qū)ι蠈討?yīng)用層提供統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化的接口、同時(shí)又降低了驅(qū)動(dòng)開發(fā)工程師的難度。

02

Libgpiod庫控制外設(shè)

包括字符設(shè)備文件和塊設(shè)備文件，設(shè)備文件便是各種硬件設(shè)備向應(yīng)用層提供的一個(gè)接口，應(yīng)用層通過對設(shè)備文件的 I/O 操作來操控硬件設(shè)備，譬如 LCD 顯示屏、串口、按鍵、攝像頭等等，所以設(shè)備文件其實(shí)是與硬件設(shè)備相互對應(yīng)的。設(shè)備文件通常在/dev/ 目錄下，我們也把/dev 目錄下的文件稱為設(shè)備節(jié)點(diǎn)。

libgpiod是用于與linux GPIO交互的C庫和工具，從 linux 4.8 后，官方不推薦使用 GPIO sysfs 接口，libgpiod庫封裝了 ioctl 調(diào)用和簡單的API接口。

與sysfs方式相比，libgpiod可以保證所有分配的資源，在關(guān)閉文件描述符后得到完全釋放，并且擁有sysfs方式接口中不存在的功能(如時(shí)間輪詢，一次設(shè)置/讀取多個(gè)gpio值)。此外libgpiod還包含一組命令行工具，允許用戶使用腳本對gpio進(jìn)行個(gè)性化操作。

目前有六個(gè)命令行工具可用

gpiodetect:列舉所有的gpio芯片以及它們名字,標(biāo)簽和io數(shù)目

gpioinfo:列舉所有g(shù)pio芯片以及它們的名字，制造商，方向，激活狀態(tài)，附加標(biāo)志等

gpioget:獲取特定gpio引腳的當(dāng)前值

active-high是高電平 值為1 active-low是低電平 值為0

gpioset :設(shè)置特定的當(dāng)前值

gpiofind :獲取gpiochip的name和offset eg：gpiofind GPIO26 是加上line的名字

gpiomon : 監(jiān)視特定io上的特定事件

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