linux gpio poll

Linux GPIO（General Purpose Input/Output）是一种用于控制硬件设备的接口，通过GPIO可以实现与外部硬件的通信和控制。poll系统调用是Linux内核提供的一种I/O多路复用机制，它允许程序监视多个文件描述符，等待它们变为可读、可写或有异常条件待处理。

基础概念

GPIO:

• GPIO引脚可以配置为输入或输出模式。
• 可以通过软件设置GPIO引脚的电平高低（对于输出模式）。
• 对于输入模式，软件可以读取引脚上的电平状态。

Poll:

• poll函数允许程序同时监视多个文件描述符，等待它们准备好进行I/O操作。
• 它比select更高效，因为它不需要每次调用时重新初始化文件描述符集合。

相关优势

• 效率: poll比select更高效，因为它避免了每次调用时的文件描述符集合的重置。
• 可扩展性: 可以处理大量的文件描述符，适合于GPIO等硬件接口的管理。
• 灵活性: 可以设置不同的事件类型（如读就绪、写就绪等），使得程序能够对不同的I/O操作做出响应。

类型与应用场景

类型:

• 输入模式: 用于读取外部信号。
• 输出模式: 用于控制外部设备。
• 中断模式: 当GPIO状态改变时，可以触发中断。

应用场景:

• 嵌入式系统: 控制LED灯、传感器读取等。
• 工业自动化: 控制电机、阀门等设备。
• 智能家居: 控制门锁、灯光等。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示如何使用poll来监视GPIO引脚的状态变化：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <poll.h>

#define GPIO_PIN "/sys/class/gpio/gpio18/value"

int main() {
    int gpio_fd = open(GPIO_PIN, O_RDONLY);
    if (gpio_fd == -1) {
        perror("Failed to open GPIO");
        return 1;
    }

    struct pollfd fds[1];
    fds[0].fd = gpio_fd;
    fds[0].events = POLLPRI; // 监听有优先级的中断事件

    while (1) {
        int ret = poll(fds, 1, -1); // 无限等待
        if (ret == -1) {
            perror("Poll failed");
            break;
        }

        if (fds[0].revents & POLLPRI) {
            lseek(gpio_fd, 0, SEEK_SET); // 重置文件指针
            char buffer[16];
            read(gpio_fd, buffer, sizeof(buffer));
            printf("GPIO value changed to: %s", buffer);
        }
    }

    close(gpio_fd);
    return 0;
}

可能遇到的问题及解决方法

问题: GPIO引脚状态变化未被检测到。

原因:

• GPIO引脚未正确配置为中断模式。
• poll调用中的事件类型设置不正确。
• 文件描述符未正确打开或读取。

解决方法:

• 确保GPIO引脚已设置为中断模式。
• 检查pollfd结构体中的events字段是否正确设置为POLLPRI。
• 确保文件描述符正确打开，并且在读取前使用lseek重置文件指针。

通过以上信息，你应该能够理解Linux GPIO poll的基础概念、优势、类型、应用场景以及如何解决常见问题。