如何在Linux GPIO上使用boost :: asio
我有一个使用boost :: asio进行异步输入/输出的单线程Linux应用程序。 现在我需要扩展此应用程序以读取/sys/class/gpio/gpioXX/value中的GPIO输入。
在边缘触发的GPIO输入上使用boost :: asio :: posix :: stream_descriptor可以做到这一点？
我如下配置GPIO输入：
echo XX >/sys/class/gpio/export
echo in >/sys/class/gpio/gpioXX/direction
echo both >/sys/class/gpio/gpioXX/edge
我设法编写一个基于epoll的测试应用程序，在GPIO文件描述符上阻塞GPIO信号，但boost::asio似乎无法正常阻塞。 对boost::asio::async_read调用总是立即使用EOF或 - 在文件指针被设置回来的情况下调用处理程序（当然仅在io_service.run() ） - 2个字节的数据。
我不是boost::asio内部的专家，但是可能的原因是boost::asio epoll reactor是触发级别触发的，而不是posix::stream_descriptor触发的边沿触发？
这是我的代码：
#include <fcntl.h>
#include <algorithm>
#include <iterator>
#include <stdexcept>
#include <boost/asio.hpp>
boost::asio::io_service io_service;
boost::asio::posix::stream_descriptor sd(io_service);
boost::asio::streambuf streambuf;
void read_handler(const boost::system::error_code& error, std::size_t bytes_transferred)
{
if (error.value() == boost::asio::error::eof) {
// If we don't reset the file pointer we only get EOFs
lseek(sd.native_handle(), 0, SEEK_SET);
} else if (error)
throw std::runtime_error(std::string("Error ") + std::to_string(error.value()) + " occurred (" + error.message() + ")");
std::copy_n(std::istreambuf_iterator<char>(&streambuf), bytes_transferred, std::ostreambuf_iterator<char>(std::cout));
streambuf.consume(bytes_transferred);
boost::asio::async_read(sd, streambuf, &read_handler);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
if (argc != 2)
return 1;
int fd = open(argv[1], O_RDONLY);
if (fd < 1)
return 1;
try {
sd.assign(fd);
boost::asio::async_read(sd, streambuf, &read_handler);
io_service.run();
} catch (...) {
close(fd);
return 1;
}
close(fd);
return 0;
}
据我所知，使用Boost.Asio无法获得这种特定的行为。 虽然内核将procfs和sysfs上的某些文件标记为可轮询，但它们不提供预期来自boost::asio::posix::stream_descriptor及其操作的类似于流的行为。
Boost.Asio的epoll反应堆是边沿触发的（参见Boost.Asio 1.43修订版的历史笔记）。 在某些情况下，Boost.Asio会尝试在启动函数（例如async_read() ）的上下文中进行I / O操作。 如果I / O操作完成（成功或失败），则完成处理程序将作为io_service.post()发送到io_service中。 否则，文件描述符将被添加到事件解复用器进行监视。 文档暗示了这种行为：
无论异步操作是否立即完成 ，处理程序都不会在此函数中调用。 处理程序的调用将以等同于使用boost::asio::io_service::post() 。
对于诸如async_read()组合操作，EOF被视为错误，因为它表示操作合同中存在违规（即完成条件永远不会被满足，因为不会有更多数据可用）。 在这种特殊情况下，I / O系统调用将在async_read()启动函数中发生，从文件的开头（偏移量0）读取到文件末尾，导致操作失败并显示boost::asio::error::eof 。 随着操作完成，它永远不会被添加到事件多路解复用器进行边缘触发监视：
boost::asio::io_service io_service;
boost::asio::posix::stream_descriptor stream_descriptor(io_service);
void read_handler(const boost::system::error_code& error, ...)
{
if (error.value() == boost::asio::error::eof)
{
// Reset to start of file.
lseek(sd.native_handle(), 0, SEEK_SET);
}
// Same as below. ::readv() will occur within this context, reading
// from the start of file to end-of-file, causing the operation to
// complete with failure.
boost::asio::async_read(stream_descriptor, ..., &read_handler);
}
int main()
{
int fd = open( /* sysfs file */, O_RDONLY);
// This would throw an exception for normal files, as they are not
// poll-able. However, the kernel flags some files on procfs and
// sysfs as pollable.
stream_descriptor.assign(fd);
// The underlying ::readv() system call will occur within the
// following function (not deferred until edge-triggered notification
// by the reactor). The operation will read from start of file to
// end-of-file, causing the operation to complete with failure.
boost::asio::async_read(stream_descriptor, ..., &read_handler);
// Run will invoke the ready-to-run completion handler from the above
// operation.
io_service.run();
}
在内部，Boost.Asio将此行为称为投机操作。 它是一个实现细节，但是如果操作可能不需要事件通知（例如，它可以立即尝试进行非阻塞I / O调用），则将在启动函数内尝试I / O操作，并且既没有挂起对I / O对象执行相同类型的操作或挂起带外操作。 没有自定义挂钩来防止此行为。
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