이번 학기에는 라즈베리 파이를 활용한 IoT 강의를 듣고 있다.
지난 학기에 들었던 자학과 임베디드 프로그래밍때는 모든 GPIO가 목적에 맞게 설계가 되어 있었지만,
이번 학기에 듣는 임베디드 수업엔 GPIO를 일일이 설정을 해주어야 한다.

현재 주어진 재료는 라즈베리 파이 2 B+모델과, 브레드 보드, LED, 버튼, 부저, 초음파 센서

브레드 보드가 주어졌다는 것은 결국 회로 설계 또한 직접 해야 한다는 뜻이다.
GPIO의 경우, 설정을 코드 내에 집어넣었다가는 회로 또한 코드에 맞춰서 설계되어야 한다는 뜻이다.
그래서 나는 여타 개발 환경에서 설정 파일을 만들듯이, 나 또한 설정파일을 만들기로 했다.

지금까지 만들어진 프로젝트 구조는 이렇다.

*Project
|config
|init.h
|init.c
|main.c
*modules
- |modules.h
- |modules.c
- *fnd
- - |fnd.h
- - |fnd.c

*init은 GPIO 설정을 담당한다.
*module은 하위 모듈의 초기화를 담당한다.
*fnd와 같은 하위 모듈들은 자기 자신이 할당받은 Pin 번호로 GPIO를 초기화한다.

여기서 중점적으로 볼 부분은 *init이다.

init에서는 initGPIO() 함수가 있는데, 동작은 이렇다.

config 파일에서 라인을 한 줄씩 읽는다.
읽어온 라인에서 핀 번호와 입출력 여부를 판단한다.

이 동작을 어떻게 구현할 수 있을까?

답은 간단하다. 파일을 열고, 읽으면 된다.

우선 config 파일의 형식을 보여주자면 이렇다.

0 output; D3
1 output; D2
2 output; D1
3 output; D0
4 output;
5 input;  button
6 output;
7 output;
8 output;
9 output;
10 output;
11 output;
12 output;
13 output;
14 output;
15 output;
16 output;
17 output;
18 output;
19 output;
20 output; A
21 output; B
22 output; C
23 output; D
24 output; E
25 output; F
26 output; G
27 output; dot
28 output;
29 output;
30 output;
31 output;

위와 같이 32개의 핀을 초기화 하는데, 5번 핀을 제외한 나머지 핀들을 output으로 지정한다.
이때, ;뒤의 내용은 주석으로 처리되어야 한다.

위 내용을 읽어서 GPIO 설정을 변경하는 함수를 작성해보자.

*여기서 GPIO 입출력을 설정하는 함수는 pinMode(int pin, int inout)으로 주어진다.
첫 번째 매개변수는 핀 번호를, 두 번째 매개변수는 OUTPUT, INPUT 상수 값 중 하나다.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void initGPIO(){

  int pinNumber;
  char inout[79];

  FILE* file = ("config", "r"); //config 파일을 읽기모드로 연다.

  if (file == NULL) {
    fprintf(stderr, "Can not find config file.");
    exit(-1);
  }

  while(fscanf(file, "%d %31[^;]%*[^\n]", &pinNumber, inout)) == 2 {
    if ( strcmp(inout, "input") == 0 ) {
      pinMode(pinNumber, INPUT);
    }else {
      pinMode(pinNumber, OUTPUT);
    }
  }
  fclose(file);
}

fscanf를 while 루프 안에 넣었는데, scanf 계열의 함수는 읽은 변수의 개수를 반환한다.
이 예제에서 pinNumber와 inout에 읽어 넣기 때문에, 2를 반환할 것이다.

그보다, 뭔가 이해가 잘 되지 않는 부분이 있을 것이다.
fscanf의 두 번째 매개변수인 문자열 포맷에서 "%d %31[^;]%*[^\n]"은 도대체 무엇이란 말인가.
이 부분은 정규표현식에 해당한다.

%d와 %31[^;]사이에는 공백이 있다. 즉, config 파일에서 0 output; D3처럼 0과 output 사이의 공백이 항상 들어있다는 의미다.
여튼, %d로 읽은 숫자는 inout 변수에 저장될 것이다.

%31[^;]에 대해 설명하기 전에 %4d는 무엇인지 다시 생각해보자. 4자리 수 정수라는 것이 기억이 나는가?
%31[^;]도 비슷하다. 무언가 31자리를 읽는다는 뜻이다. 단, 정말 31자리를 다 읽는 것은 아니고, [^;]에 의해서 그 갯수가 한정된다. [^;]의 의미는 정규표현식에서 ;를 제외한 글자라는 의미다.
주의할 점이 있는데, ;만 쏙 뺀 31자가 아니라, ;가 나오기까지 31자를 읽는다. 따라서 %31[^;]는 output이라는 글자 6자만 읽어서 inout 배열에 저장할 것이다.

마지막으로 %[^\n]는 무엇일까? [^\n]의 의미는 이제 명확하다. 줄바꿈 문자를 제외한다는 뜻이다.
그리고 *은 모든 문자(혹은 숫자)를 다 읽는다는 의미다.
즉, %[^\n]의 의미는 줄바꿈 문자가 나올 때까지 모든 문자를 다 읽는다는 의미로 해석된다.
단, *로 읽은 문자들은 변수에 저장될 수 없고, 버려지게 된다.(주석으로 처리해버린다.)

GPIO와 같이 설정이 빈번하게 일어나는 경우, 설정 데이터를 코드에 첨부하기 보다는, 파일에 저장해서 동적으로 읽는 것이 프로그램을 조금 더 유연하게 만들 수 있다.