# gpio_control_api

**Repository Path**: lozenyin/gpio_control_api

## Basic Information

- **Project Name**: gpio_control_api
- **Description**: 基于嵌入式linux环境操作GPIO与例程（led与按键）
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2023-12-09
- **Last Updated**: 2024-01-10

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README


# 基于linux系统的led灯与开关监测

## 工程简介

基于任务要求，实现一个led灯的亮灭与开关的状态识别。led灯为状态指示灯，需要根据不同状态下切换不同的显示效果，开关为电源开关，开发设备上做了关闭开关后延时15秒才断电的操作，15秒内需要通知应用系统执行关机。


## 功能详情

### 主要实现的功能

1. 检测开关是否断开
2. 检测到断开后，需要联动系统进行关机操作
3. 设备状态指示灯

### 要求
1. 检测尽量不使用轮询机制，使用中断检测，当出现上升沿时触发
2. 联动应用系统进行关机操作（只要系统提供一个关机脚本，该功能就能独立存在）
3. T6和OPIzero2中都需要该功能，各自处理自身的断电关机

### 实现路径

#### 第一种：设备驱动的方式

分成两个设备：/dev/state_led和/dev/power_switch。一个负责状态灯，另一个负责断电检测。先是编写驱动（底层的操作和系统接口），然后在基于设备编写应用程序……工作量和工作难度都比较高。

#### 第二种：linux的GPIO子系统API

使用系统提供的GPIO API库``#include <linux/gpio.h>``。API库的相关描述在``sd-fuse_rk3588-master/kernel/Documentation/translations/zh_CN/gpio.txt``

#### 第三种方法：sysfs方式(/sys/class/gpio/)（选用）

直接基于系统的文件操作方式，对GPIO进行操作。原先的控制脚本也是基于此，只是使用的是shell脚本语言和python语言编写的。这样的话需要修改成使用C/C++重新对操作进行编写了。

> 在T6上测试没有成功

#### 第四种方法：libgpiod控制

发现sysfs方式在4.0内核后件会慢慢淘汰。试试使用这个库。

## 工程目录


```bash
.
|-- demo
|   `-- demo001.c
|-- main.c
|-- method1             # 方法一：驱动方式
|   `-- state_led.c
|-- method2             # 方法二：GPIO子系统API方式
|-- method3             # 方法三：/sys/class/gpio/方式
`-- readme.md           # 说明记录文件
```

## 安装内核头文件

> 因为设计内核操作，需要安转该内核头文件进行操作。以下转载至[6.8 安装内核头文件](https://wiki.friendlyelec.com/wiki/index.php/NanoPC-T6/zh#.E5.AE.89.E8.A3.85.E5.86.85.E6.A0.B8.E5.A4.B4.E6.96.87.E4.BB.B6)

```bash
sudo dpkg -i /opt/linux-headers-*.deb
```
```bash
root@NanoPC-T6:~# sudo dpkg -i /opt/linux-headers-*.deb
Selecting previously unselected package linux-headers-5.10.160.
(Reading database ... 108405 files and directories currently installed.)
Preparing to unpack .../linux-headers-5.10.160-1.deb ...
Unpacking linux-headers-5.10.160 (5.10.160-1) ...
Setting up linux-headers-5.10.160 (5.10.160-1) ...
```

测试编译内核模块
```bash
sudo apt update
sudo apt install git gcc make bc
git clone https://github.com/RinCat/RTL88x2BU-Linux-Driver.git
cd RTL88x2BU-Linux-Driver
make -j$(nproc)
sudo make install
sudo modprobe 88x2bu
```


## 参考资料

1. [linux用户态使用gpio中断方法-CSDN](https://blog.csdn.net/sinat_22338935/article/details/122864216)
2. [用户态下使用gpio中断](https://wangzhou.github.io/%E7%94%A8%E6%88%B7%E6%80%81%E4%B8%8B%E4%BD%BF%E7%94%A8gpio%E4%B8%AD%E6%96%AD/#:~:text=echo%20%E2%80%9Cin%E2%80%9D%20%3E%20direction%20%E8%AE%BE%E7%BD%AEgpio66%E8%84%9A%E4%B8%BA%E8%BE%93%E5%85%A5%20echo,%E2%80%9Cfalling%E2%80%9D%20%3E%20edge%20%E8%AE%BE%E7%BD%AEgpio66%E8%84%9A%E4%B8%BA%E4%B8%8B%E9%99%8D%E6%B2%BF%E8%A7%A6%E5%8F%91%E4%B8%AD%E6%96%AD%2C%20%E4%B9%9F%E5%8F%AF%E4%BB%A5%E6%8A%8Afalling%E6%94%B9%E6%88%90rising%20%E5%8D%B3%E4%B8%BA%E4%B8%8A%E5%8D%87%E6%B2%BF%E8%A7%A6%E5%8F%91%EF%BC%8C%E8%BF%99%E6%97%B6%E5%BD%93gpio66%E7%AE%A1%E8%84%9A%E4%B8%8A%E5%AD%98%E5%9C%A8%E4%B8%80%E4%B8%AAfalling%E6%97%B6%E5%B0%B1%E4%BC%9A%E6%8E%A5%E6%94%B6%E5%88%B0%E4%B8%80%E4%B8%AA%E4%B8%AD%E6%96%AD%EF%BC%8C%E6%80%8E%E4%B9%88%E6%8A%8A)
3. [Linux中断-简单中断，以GPIO中断为例-博客园](https://www.cnblogs.com/TaXueWuYun/p/15452253.html)
4. [用 Linux 内核中断检测按键输入-知乎](https://zhuanlan.zhihu.com/p/571477664#:~:text=%E7%94%A8%20Linux%20%E5%86%85%E6%A0%B8%E4%B8%AD%E6%96%AD%E6%A3%80%E6%B5%8B%E6%8C%89%E9%94%AE%E8%BE%93%E5%85%A5%201%201.%20%E4%BF%AE%E6%94%B9%E8%AE%BE%E5%A4%87%E6%A0%91%E6%96%87%E4%BB%B6%20%E5%9C%A8%20Linux%E4%B8%8B%E7%9A%84%E6%8C%89%E9%94%AE%E8%BE%93%E5%85%A5%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E5%BC%80%E5%8F%91,%E6%B5%8B%E8%AF%95%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E9%80%9A%E8%BF%87%E4%B8%8D%E6%96%AD%E7%9A%84%E8%AF%BB%E5%8F%96%2Fdev%2Fimx6uirq%E6%96%87%E4%BB%B6%E6%9D%A5%E8%8E%B7%E5%8F%96%E6%8C%89%E9%94%AE%E5%80%BC%EF%BC%8C%E5%BD%93%E6%8C%89%E9%94%AE%E6%8C%89%E4%B8%8B%E4%BB%A5%E5%90%8E%E5%B0%B1%E4%BC%9A%E5%B0%86%E8%8E%B7%E5%8F%96%E5%88%B0%E7%9A%84%E6%8C%89%E9%94%AE%E5%80%BC%E8%BE%93%E5%87%BA%E5%9C%A8%E7%BB%88%E7%AB%AF%E4%B8%8A%E3%80%82%20...%204%204.%20%E7%BC%96%E8%AF%91%E6%B5%8B%E8%AF%95%20%E2%8F%A9%20%E7%BC%96%E8%AF%91%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E7%A8%8B%E5%BA%8F%EF%BC%9A%E5%BD%93%E5%89%8D%E7%9B%AE%E5%BD%95%E4%B8%8B%E5%88%9B%E5%BB%BAMakefile%E6%96%87%E4%BB%B6%EF%BC%8C%E5%B9%B6make%E7%BC%96%E8%AF%91%20)
5. [Linux学习笔记（17.4）——基于gpio中断的按键驱动-CSDN](https://blog.csdn.net/glen_cao/article/details/122604445#:~:text=Linux%E5%AD%A6%E4%B9%A0%E7%AC%94%E8%AE%B0%EF%BC%8817.4%EF%BC%89%E2%80%94%E2%80%94%E5%9F%BA%E4%BA%8Egpio%E4%B8%AD%E6%96%AD%E7%9A%84%E6%8C%89%E9%94%AE%E9%A9%B1%E5%8A%A8%201%20%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%B8%AD%E6%96%AD%20%E5%85%88%E5%89%8D%E9%87%87%E7%94%A8%E6%9F%A5%E8%AF%A2%E6%96%B9%E5%BC%8F%E7%9A%84%E6%8C%89%E9%94%AE%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E5%8D%A0%E7%94%A8%E8%BF%87%E5%A4%9A%E5%86%85%E5%AD%98%EF%BC%8C%E4%B8%8D%E9%80%82%E5%90%88%E4%BA%A7%E5%93%81%E7%9A%84%E5%AE%9E%E9%99%85%E4%BD%BF%E7%94%A8%EF%BC%8C%E8%BF%99%E5%B0%B1%E8%A6%81%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%B8%AD%E6%96%AD%E3%80%82%20Linux%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E4%B9%9F%E9%9A%8F%E7%9D%80%E8%8A%AF%E7%89%87%E6%8A%80%E6%9C%AF%E7%9A%84%E5%8F%91%E5%B1%95%E5%AF%B9%E4%B8%AD%E6%96%AD%E5%A4%84%E7%90%86%E4%B8%8D%E6%96%AD%E4%BC%98%E5%8C%96%EF%BC%8C%E5%85%B7%E4%BD%93%E7%9A%84%E6%BC%94%E8%BF%9B%E5%A6%82%E4%B8%8B%EF%BC%88%E5%8F%82%E8%80%83%E9%9F%A6%E4%B8%9C%E5%B1%B1%E8%80%81%E5%B8%88%EF%BC%89%EF%BC%9A,Linux%EF%BC%884.1.15%E5%86%85%E6%A0%B8%EF%BC%89%E4%B8%AD%E6%96%AD%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E4%B8%AD%E7%9A%84%E9%87%8D%E8%A6%81%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%EF%BC%9A%20...%202%20%E6%8C%89%E9%94%AE%E8%AE%BE%E5%A4%87%E9%A9%B1%E5%8A%A8%E6%96%87%E4%BB%B6%20button_drv.c%E6%96%87%E4%BB%B6%E4%B8%AD%EF%BC%8Cbutton_drv_read%E5%87%BD%E6%95%B0%E8%B0%83%E7%94%A8wait_event_interruptible%EF%BC%8C%E5%BD%93%E6%B2%A1%E6%9C%89%E6%8C%89%E9%94%AE%E6%97%B6%E5%B0%86%E8%BF%9B%E5%85%A5%E4%BC%91%E7%9C%A0%EF%BC%9B%E6%9C%89%E6%8C%89%E9%94%AE%E6%97%B6%20%28%E4%B8%8A%E5%8D%87%E6%B2%BF%E3%80%81%E4%B8%8B%E9%99%8D%E6%B2%BF%E6%88%96%E5%8F%8C%E8%BE%B9%E6%B2%BF%E8%A7%A6%E5%8F%91%EF%BC%89%EF%BC%8C%E8%BF%9B%E5%85%A5%E4%B8%AD%E6%96%AD%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%87%BD%E6%95%B0gpio_btn_isr%EF%BC%8C%E5%9C%A8%E6%AD%A4%E4%B8%AD%E6%96%AD%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%87%BD%E6%95%B0%E8%B0%83%E7%94%A8wake_up_interruptible%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%94%A4%E9%86%92%E7%AD%89%E5%BE%85%E9%98%9F%E5%88%97%EF%BC%8Cbutton_drv_read%E5%87%BD%E6%95%B0%E5%BE%97%E4%BB%A5%E7%BB%A7%E7%BB%AD%E6%89%A7%E8%A1%8C%EF%BC%8C%E8%BF%94%E5%9B%9E%E6%8C%89%E9%94%AE%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%99%E5%BA%94%E7%94%A8%E7%A8%8B%E5%BA%8F%E3%80%82)
6. [Linux 用户态设置GPIO控制-博客园](https://www.cnblogs.com/lxyd/p/9671673.html)
7. [Linux下对GPIO的操作控制(基于GPIO子系统)-博客园](https://www.cnblogs.com/lidabo/p/17813256.html#:~:text=1%20none%EF%BC%9A%E8%BE%93%E5%85%A5%EF%BC%8C%E9%9D%9E%E4%B8%AD%E6%96%AD%202%20rising%EF%BC%9A%E4%B8%AD%E6%96%AD%E8%BE%93%E5%85%A5%EF%BC%8C%E4%B8%8A%E5%8D%87%E6%B2%BF%E8%A7%A6%E5%8F%91%203%20falling%EF%BC%9A%E4%B8%AD%E6%96%AD%E8%BE%93%E5%85%A5%EF%BC%8C%E4%B8%8B%E9%99%8D%E6%B2%BF%E8%A7%A6%E5%8F%91%204%20both%EF%BC%9A%E4%B8%AD%E6%96%AD%E8%BE%93%E5%85%A5%EF%BC%8C%E8%BE%B9%E6%B2%BF%E8%A7%A6%E5%8F%91,6%20gpio%E8%BE%93%E5%85%A5%E8%BF%98%E6%94%AF%E6%8C%81%E4%B8%AD%E6%96%AD%E5%8A%9F%E8%83%BD%207%20%E4%BD%BF%E7%94%A8gpio%E5%89%8D%EF%BC%8C%E9%9C%80%E8%A6%81%E4%BB%8E%E5%86%85%E6%A0%B8%E7%A9%BA%E9%97%B4%E6%9A%B4%E9%9C%B2%E5%88%B0%E7%94%A8%E6%88%B7%E7%A9%BA%E9%97%B4%20%E6%B3%A8%E6%84%8F%20%EF%BC%9A%E5%9C%A8%E7%94%A8%E6%88%B7%E7%A9%BA%E9%97%B4%E6%8E%A7%E5%88%B6%E4%BD%BF%E7%94%A8gpio%E6%97%B6%EF%BC%8C%E6%B3%A8%E6%84%8F%E4%B8%8D%E8%A6%81%E6%BB%A5%E7%94%A8%E5%92%8C%E5%86%85%E6%A0%B8%E4%B8%80%E4%BA%9B%E7%BB%91%E5%AE%9A%E5%A5%BD%E3%80%81%E5%B7%B2%E7%BB%8F%E6%9C%89%E5%90%88%E9%80%82%E5%86%85%E6%A0%B8%E5%90%AF%E5%8A%A8%E7%9A%84%E5%BC%95%E8%84%9A%E5%86%B2%E7%AA%81%E3%80%82%20%E5%8F%82%E8%80%83%20Documentation%2Fdriver-api%2Fgpio%2Fdrivers-on-gpio.rst)
8. [linux驱动GPIO中断检测状态-里纽斯小白-CSDN](https://blog.csdn.net/weixin_47822507/article/details/133667852)
9. [Linux无需开发底层驱动，从应用层获取GPIO中断-白菜爱吃白菜-CSDN](https://blog.csdn.net/baicaiaichibaicai/article/details/51187244)
10. [linux用户空间控制gpio的两种方法-Golden_Chen-CSDN](https://blog.csdn.net/Golden_Chen/article/details/107582521)
11. [poll函数详解-青季-CSDN](https://blog.csdn.net/skypeng57/article/details/82743681)
12. [中断深入--＞ poll机制-鸭鸭打瞌睡-CSDN](https://blog.csdn.net/weixin_43898067/article/details/117886280)



---

### 安装libgpiod库

```bash
#安装libgpiod库及头文件
 sudo apt install libgpiod-dev

 #安装gpiod 命令行工具
 sudo apt install gpiod
```


### /sys/class/gpio的文件解析

```bash
/sys/class/gpio
```

```bash
root@NanoPC-T6:/sys/class/gpio# ll
total 0
drwxr-xr-x  2 root root    0 Dec  8 00:00 ./
drwxr-xr-x 77 root root    0 Dec  8 00:00 ../
--w-------  1 root root 4096 Dec  8 16:29 export    # 创建（添加）GPIO操作路径
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 16:29 gpio106 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec40000.gpio/gpiochip3/gpio/gpio106/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpio107 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec40000.gpio/gpiochip3/gpio/gpio107/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpio111 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec40000.gpio/gpiochip3/gpio/gpio111/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpio115 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec40000.gpio/gpiochip3/gpio/gpio115/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpio52 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec20000.gpio/gpiochip1/gpio/gpio52/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpiochip0 -> ../../devices/platform/pinctrl/fd8a0000.gpio/gpio/gpiochip0/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpiochip128 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec50000.gpio/gpio/gpiochip128/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpiochip32 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec20000.gpio/gpio/gpiochip32/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpiochip509 -> ../../devices/platform/feb20000.spi/spi_master/spi2/spi2.0/rk806-pinctrl.6.auto/gpio/gpiochip509/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpiochip64 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec30000.gpio/gpio/gpiochip64/
lrwxrwxrwx  1 root root    0 Dec  8 00:00 gpiochip96 -> ../../devices/platform/pinctrl/fec40000.gpio/gpio/gpiochip96/
--w-------  1 root root 4096 Dec  8 00:00 unexport  #销毁GPIO操作路径
```

其中一个GPIO的操作路径
```bash
root@NanoPC-T6:/sys/class/gpio/gpio106# tree -L 2
.
|-- active_low
|-- device -> ../../../gpiochip3
|-- direction
|-- edge
|-- power
|   |-- async
|   |-- autosuspend_delay_ms
|   |-- control
|   |-- runtime_active_kids
|   |-- runtime_active_time
|   |-- runtime_enabled
|   |-- runtime_status
|   |-- runtime_suspended_time
|   `-- runtime_usage
|-- subsystem -> ../../../../../../../class/gpio
|-- uevent
`-- value
```

- active_low：表示GPIO是否为低电平有效。
- device：指向GPIO芯片的设备节点。
- direction：设置GPIO的输入输出方向。
- edge：设置GPIO的触发边缘，用于中断。
- power：包含与GPIO电源相关的属性。
- async：表示GPIO是否支持异步操作。
- autosuspend_delay_ms：表示GPIO自动挂起延迟时间。
- control：表示GPIO是否受控。
- runtime_active_kids：表示GPIO的活跃子设备数量。
- runtime_active_time：表示GPIO的活跃时间。
- runtime_enabled：表示GPIO是否启用。
- runtime_status：表示GPIO的运行状态。
- runtime_suspended_time：表示GPIO的挂起时间。
- runtime_usage：表示GPIO的使用情况。
- subsystem：指向GPIO子系统。
- uevent：表示GPIO的事件。
- value：表示GPIO的当前值。

这些文件可以通过sysfs文件系统进行访问和修改，以便对GPIO进行配置和控制。



## 部署

```bash
apt install cmake curl libssl-dev libcurl4-openssl-dev libcurl4
```
下载可执行文件
```bash
wget https://gitee.com/lozenyin/gpio_control_api/releases/download/V1.0.0/gpio_control_api_T6_v1.0.0_202312121645.tar.gz
```
在`` /root/hardware `` 处解压
```bash
tar -zxvf gpio_control_api_T6_v1.0.0_202312121645.tar.gz
```


### 打包发行版的方式

```bash
find gpio_control_api/method3 -type f -name 'run_*' | xargs tar -czvf gpio_control_api_T6_v1.0.0_202312121645.tar.gz
```