摘要：本文介绍GPIO的读写，介绍基本原理，以及不同读写方式的性能。
本文分享自华为云社区《Linux 基于sysfs的GPIO读写操作》，作者：一颗小树x 。
前言
最近接触到Linux系统中的GPIO开发，这里做个小总结，也分享一下；本文会介绍GPIO的读写，介绍基本原理，以及不同读写方式的性能。
一、GPIO sysfs interface 基本原理
在Linux中，最常见的读写GPIO方式就是用GPIO sysfs interface，是通过操作/sys/class/gpio目录下的export、unexport、gpio{N}/direction, gpio{N}/value（用实际引脚号替代{N}）等文件实现的，经常出现shell脚本里面。
首先声明GPIO口，比如GPIO258：（这个命令需要root权限）
echo 258 > /sys/class/gpio/export
然后在/sys/class/gpio，会生成一个新目录，其名字叫gpio258
比如：GPIO258，N对应是258；进入其目录：cd /sys/class/gpio/gpio258
依次能看到：active_low 、device、 direction 、edge 、power 、subsystem 、uevent 、value
其中比较常用的是value文件，它存放GPIO的值；范围是：0或1。我们可以直接对它读写，达到读写GPIO的效果。
二、定义GPIO为输入
比如定义GPIO258为输入，命令如下：（这个命令需要root权限）
echo in > /sys/class/gpio/gpio258/direction
三、定义GPIO为输出
比如定义GPIO258为输出，命令如下：（这个命令需要root权限）
echo out > /sys/class/gpio/gpio258/direction
四、读GPIO的值
我们可以直接对/sys/class/gpio/gpio258 目录下的value文件（存放GPIO的值），进行读取。
可以用cat 查看读GPIO的值，比如查看GPIO258的值：
cat /sys/class/gpio/gpio258/valuevalue 只是一个文件，可以通过其他方式读取；写一个python程序，实现读取GPIO的值：
# 定义一个函数，用于读取GPIO258的值。 def read_258(): with open('/sys/class/gpio/gpio258/value', 'r') as f: io_258 = int(f.read()) print("read_258:%d"%io_258) # 调用函数 read_258()
五、写GPIO的值
我们可以直接对/sys/class/gpio/gpio258 目录下的value文件（存放GPIO的值），进行写值。
可以用ehco 写GPIO的值，比如写GPIO258的值：
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio258/value # output logic 1 level echo 0 > /sys/class/gpio/gpio258/value # output logic 0 level
写一个python程序，实现写GPIO的值：
# 定义一个函数，用于写GPIO258的值。 def write_258(io_str): with open('/sys/class/gpio/gpio258/value', 'w+') as f: f.write(io_str) print("write_258:%s"%(io_str)) # 调用函数 write_258()
经过测试，程序进行一次写操作，耗时0.6ms左右；ehco方式就比较久了，10ms左右。
六、小案例——设置GPIO为输入，并读取IO值
方式一： 纯shell命令
# 设置GPIO20为输入 echo 20 > /sys/class/gpio/export echo in > /sys/class/gpio/gpio20/direction # 读取IO值 cat /sys/class/gpio/gpio20/value
方式二：shell命令 + Python程序（效率更高）
# 设置GPIO20为输入 echo 20 > /sys/class/gpio/export echo in > /sys/class/gpio/gpio20/direction
读取IO值：
# 定义一个函数，用于读取GPIO258的值。 def read_20(): with open('/sys/class/gpio/gpio20/value', 'r') as f: io_20 = int(f.read()) print("read_20:%d"%io_20) # 调用函数 read_20()
七、小案例——设置GPIO为输出，并读写取IO值
方式一： 纯shell命令
# 设置GPIO40为输出 echo 40 > /sys/class/gpio/export echo out > /sys/class/gpio/gpio40/direction # 写IO值，高电平 echo 1 > /sys/class/gpio/gpio40/value # 写IO值，低电平 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio40/value
方式二：shell命令 + Python程序（效率更高）
# 设置GPIO40为输出 echo 40 > /sys/class/gpio/export echo out > /sys/class/gpio/gpio40/direction
读写IO值：
import time def read_40(): with open('/sys/class/gpio/gpio40/value', 'r') as f: io_40 = int(f.read()) print("read_40:%d"%io_40) def write_40(io_str): with open('/sys/class/gpio/gpio40/value', 'w') as f: f.write(io_str) print("write_40:%s"%(io_str)) start = time.time() read_40() write_40("1") read_40() end = time.time() print("读写IO的时间", end-start)
效果：耗时0.6ms。
