linux - 如何在 Linux 中以编程方式使用 GPIO 扩展器驱动程序？

Question

我正在尝试配置我的 Yocto Linux 发行版以设置两个板载 I2C GPIO 扩展器并记录如何以编程方式访问它们(即从 C 用户应用程序)。 GPIO 扩展器都是 NXP PCA9557，由 gpio-pca953x.c 支持内核驱动程序。

我了解如何将此驱动程序编译到内核中(使用 CONFIG_GPIO_PCA953X 配置选项)并加载它(使用 modprobe)。我也明白我可以在设备树中实例化这两个 I2C 设备(这是一个嵌入式设备，所以 GPIO 扩展器是静态的和不变的):

gpio@20 {
    compatible = "nxp,pca9557";
    reg = <0x1a>;
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
};

我缺少的信息是如何将 gpio-pca953x 驱动程序与这些实例化设备一起使用？我是否需要将这些设备与该特定驱动程序相关联？在用 C 编写的用户应用程序中，我使用什么 API 来访问它们？一旦我正确配置它们，它们是否就像普通 GPIO 一样工作？

我非常乐意通读有关如何执行此操作的任何相关文档，无论是冗长的文档还是其他文档。我只是 Linux 设备驱动程序的初学者，尽管进行了大量的谷歌搜索，但我不知道从这里去哪里。

Answer 1

当正常工作时，驱动程序应该在/dev 中提供一个gpiochipX 设备。这可以与 ioctl 调用一起使用。

libgpiod库提供了一个友好的 API 来与这些设备进行交互。

在 Yocto 中安装 libgpiod 包。它带有一些方便的调试命令行工具。

• gpiodetect - 列出系统上存在的所有 gpiochip，它们的名称，标签和GPIO线数

• gpioinfo - 列出指定 gpio 芯片的所有行、它们的名称、消费者、方向、事件状态和附加标志

• gpioget - 读取指定 GPIO 线的值

• gpioset - 设置指定 GPIO 线的值，可能保留这些线导出并等待超时、用户输入或信号

• gpiofind - 找到 gpiochip 名称和给定线名的线偏移

• gpiomon - 等待 GPIO 线上的事件，指定要监视的事件，退出前要处理多少事件或事件是否应该报告给控制台

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如果您没有该文件，那么驱动程序没有启动。检查 dmesg 以获取线索。

# dmesg | grep pca953x
[    0.208762] pca953x 1-0020: using AI

您还可以检查 pca 芯片是否可以在 i2c 上访问。列出 i2c 总线并找出 pca9557 在哪一个上。

# i2cdetect -l
i2c-0   21a0000.i2c
i2c-1   21a4000.i2c
i2c-2   21a8000.i2c

假设 pca 芯片位于 i2c-1 总线上。检测总线上的设备。

# i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:       -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- -- 
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 
70: -- -- -- -- -- -- -- --

表格应该包含

• UU 如果 pca953x 驱动程序正在运行，地址为 1a，
• 1a 在 1a 地址如果驱动程序没有运行，但芯片正在运行并且可以通过 i2c 控制，
• -- 如果芯片关闭或其 i2c 地址实际上不是 1a，则位于 1a 地址。