使用Python Asyncio等待GPIO中断

Question

我正在尝试将程序从 Tornado 转换为 Asyncio，第一步是使用实际的 asyncio 事件循环作为 described here。

此应用程序在嵌入式 Linux 机器上运行，我通过 sysfs/gpio subsystem 使用 GPIO，并且在其中一些 GPIO 上我正在等待中断。我可以通过以下方式将其直接集成到 Tornado IOLoop 中：

# Register with the queue
self.io_loop.add_handler(
    self.gpio._value_file, self._handle_interrupt, self.io_loop._EPOLLPRI | self.io_loop.ERROR
)

在代码段中，_value_file 是可以从中读取 GPIO 的文件的文件句柄。只要该 GPIO 上的中断可用，就会触发事件 EPOLLPRI。在 Tornado 上，这非常有效。它会在中断到来后不久调用 _handle_interrupt 函数。

我的问题是，我无法将其转换为本机异步事件循环。在 the documentation for watching file descriptors 中，我只找到添加读者和作者的函数，但没有发现文件描述符上的通用事件掩码。我无法深入研究代码，因为它进入了 C。但是，查看 Tornado 层以将来自 Tornado IOLoop 的调用转换为 asyncio IOLoop，情况似乎是这样：

def add_handler(self, fd, handler, events):
    fd, fileobj = self.split_fd(fd)
    if fd in self.handlers:
        raise ValueError("fd %s added twice" % fd)
    self.handlers[fd] = (fileobj, stack_context.wrap(handler))
    if events & IOLoop.READ:
        self.asyncio_loop.add_reader(
            fd, self._handle_events, fd, IOLoop.READ)
        self.readers.add(fd)
    if events & IOLoop.WRITE:
        self.asyncio_loop.add_writer(
            fd, self._handle_events, fd, IOLoop.WRITE)
        self.writers.add(fd)

仅转换 READ 和 WRITE 标志，忽略所有其他标志。

有人可以确认目前无法使用 asyncio 来监视文件描述符上除 READ 和 WRITE 事件之外的任何事件吗？还是我做错了什么，其实有办法？

Answer 1

我现在自己找到了解决方案。我的主要信息来源是 this thread in the Python-tulip group and this piece of code，我不得不稍微采用一下。

主要观点是，可用于监视 POLLPRI 事件的 epoll 本身就是一个文件描述符。每当 epoll 监视的 FD 上发生事件时，epoll 文件描述符将生成一个 POLLIN 事件，可以使用带有 add_reader 的 asyncio 监视该事件。因此，我们没有直接注册，而是手动创建一个 epoll 结构并将其注册到 ioloop 中，如下所示：

self.epoll = select.epoll()
self.io_loop.add_reader(self.epoll.fileno(), self._handle_interrupt)

然后将实际的中断事件注册到epoll结构中

self.epoll.register(self.gpio._value_file, select.POLLPRI)

此时，_handle_interrupt函数中会接收到中断事件。确保在事件处理程序中实际轮询epoll结构，否则它会不断产生读取事件

def _handle_interrupt(self):
    self.epoll.poll(0)
    ...

使用低级 select 功能而不是高级 selectors 很重要，因为它们执行与 asyncio 中类似的事件标志过滤。以下代码摘自 selectors.EpollSelector:

def register(self, fileobj, events, data=None):
    key = super().register(fileobj, events, data)
    epoll_events = 0
    if events & EVENT_READ:
        epoll_events |= select.EPOLLIN
    if events & EVENT_WRITE:
        epoll_events |= select.EPOLLOUT
    try:
        self._epoll.register(key.fd, epoll_events)
    except BaseException:
        super().unregister(fileobj)
        raise
    return key

可以看出，除了READ和WRITE之外的所有事件都被过滤了。因此，您不能使用高级接口来监视 POLLPRI 事件。因此，使用底层接口。

我希望这可以帮助人们解决这个问题。

使用Python Asyncio等待GPIO中断

Use Python Asyncio to wait for GPIO interrupt

python

linux

interrupt

python-3.x

python-asyncio