01

sysfs文件系統控制外設（linux4.8開始廢棄）

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

1、/dev/ 目錄下為各設備節點，通過對這些設備文件的I/O操作可以實現對底層硬件的操作

2、sysfs 文件系統的主要功能是對系統設備進行管理，它可以產生一個包含所有系統硬件層次的視圖，而 sysfs 文件系統掛載在 /sys 目錄下

一、sys目錄架構

進入到 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 是一個基于內存的文件系統，同 devfs 、 proc 文件系統一樣，稱為虛擬文件系統；它的作用是將內核信息以文件的方式提供給應用層使用。

sysfs 文件系統的主要功能便是對系統設備進行管理，它可以產生一個包含所有系統硬件層次的視圖。

sysfs 文件系統掛載在 /sys 目錄下，

/sys/devices：

這是系統中所有設備存放的目錄,也就是系統中的所有設備在 sysfs 中的呈現、表達,也是 sysfs 管理設備的最重要的目錄結構。

/sys/block：

塊設備的存放目錄,這是一個過時的接口,按照 sysfs 的設計理念,系統所有的設備都存放在/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：

這是系統中的所有設備按照總線類型分類放置的目錄結構,/sys/devices 目錄下每一種設備都是掛在某種總線下的,譬如 i2c 設備掛在 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：

這是系統中的所有設備按照其功能分類放置的目錄結構,同樣該目錄下的文件也是鏈接到了/sys/devices 目錄。按照設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 設備,/sys/class/input 目錄中存放了所有的輸入類設備。

/sys/dev：

這是按照設備號的方式放置的目錄結構,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備號:次設備號(major:minor)命名的文件,這些文件都是鏈接文件,鏈接到/sys/devices 目錄下對應的設備。

/sys/firmware：

描述了內核中的固件。

/sys/fs：

用于描述系統中所有文件系統,包括文件系統本身和按文件系統分類存放的已掛載點。

/sys/kernel：

這里是內核中所有可調參數的位置。

/sys/module：

這里有系統中所有模塊的信息。

/sys/power：

這里是系統中電源選項,有一些屬性可以用于控制整個系統的電源狀態。

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上表顯示的便是 sysfs 文件系統中的目錄，包括 block 、 bus 、 class 、 dev 、 devices 、 firmware 、 fs 、 kernel 、 modules、 power 等，每個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 內核中為了盡量降低驅動開發者難度以及接口標準化，就出現了設備驅動框架的概念； Linux 針對各種常見的設備進行分類，譬如 LED 類設備、輸入類設備、 FrameBuffer 類設備、 video 類設備、 PWM 設備等等，并為每一種類型的設備設計了一套成熟的、標準的、典型的驅動實現的框架，這個就叫做設備驅動框架。設備驅動框架為驅動開發和應用層提供了一套統一的接口規范，譬如對 LED 類設備來說，內核提供了 LED 設備驅動框架，驅動工程師編寫 LED 驅動時，使用 LED 驅動框架來開發自己的 LED 驅動程序，這樣做的好處就在于，能夠對上層應用層提供統一、標準化的接口、同時又降低了驅動開發工程師的難度。

02

Libgpiod庫控制外設

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

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(如時間輪詢，一次設置/讀取多個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進行個性化操作。

目前有六個命令行工具可用

gpiodetect:列舉所有的gpio芯片以及它們名字,標簽和io數目

gpioinfo:列舉所有gpio芯片以及它們的名字，制造商，方向，激活狀態，附加標志等

gpioget:獲取特定gpio引腳的當前值

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

gpioset :設置特定的當前值

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

gpiomon : 監視特定io上的特定事件

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