Как программно использовать драйвер GPIO Expander в Linux?

Question

Я пытаюсь настроить свой дистрибутив yocto Linux для установки двух встроенных I2C GPIO Expanders и документировать, как получить к ним программный доступ (например, из пользовательского приложения C). Оба GPIO Expanders - это NXP PCA9557, который поддерживается драйвером ядра gpio-pca953x.c:

https://github.com/torvalds/linux/blob/master/drivers/gpio/gpio-pca953x.c

Я понимаю, как скомпилировать этот драйвер в ядро ​​(с помощью элемента конфигурации CONFIG_GPIO_PCA953X) и загрузить его (с помощью modprobe). Я также понимаю, что могу создать экземпляры этих двух устройств I2C в дереве устройств (это встроенное устройство, поэтому расширители GPIO статичны и неизменны):

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

Мне не хватает информации, как использовать драйвер pca953x с этими созданными устройствами? Нужно ли мне связывать эти устройства с этим конкретным драйвером? Какие API-интерфейсы я использую для доступа к ним в пользовательском приложении, написанном на C? Они действуют как обычные GPIO, если я их правильно настроил?

Я более чем счастлив прочитать любую соответствующую документацию, длинную или нет, о том, как это сделать. Я просто новичок в драйверах для устройств Linux и понятия не имею, что делать дальше, несмотря на то, что много гуглил.

Answer 1

При правильной работе водитель должен обеспечитьgpiochipXустройство в/dev. Это можно использовать с вызовами ioctl.

The библиотека предоставляет дружественный API для взаимодействия с этими устройствами.

Установитеlibgpiodпакет в Yocto. Он поставляется с некоторыми удобными инструментами командной строки для отладки.

• gpiodetect — список всех присутствующих в системе gpiochips, их названия, метки и количество линий GPIO

• gpioinfo - список всех линий указанных gpiochips, их имена, потребители, направление, активное состояние и дополнительные флаги

• gpioget - чтение значений указанных линий GPIO

• gpioset - установить значения указанных линий GPIO, потенциально сохранить линии экспортированными и дождаться тайм-аута, пользовательского ввода или сигнала

• gpiofind — найти имя gpiochip и смещение строки по имени строки

• gpiomon — ждать событий на линиях GPIO, указывать какие события смотреть, сколько событий обрабатывать перед выходом или нужно ли о событиях сообщать в консоль

---

Если у вас нет файла, значит драйвер не запустился. Проверятьdmesgдля подсказок.

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

Вы также можете проверить, доступен ли чип pca на i2c. Перечислите шины i2c и узнайте, на какой из них работает pca9557.

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

Допустим, микросхема PCA находится на шине i2c-1. Обнаружение устройств на шине.

      # 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: -- -- -- -- -- -- -- --

Таблица должна содержать

• UUпо адресу 1a, если работает драйвер pca953x,
• по адресу 1a, если драйвер не запущен, но чип работает и им можно управлять по i2c,
• --по адресу 1a, если чип выключен или его адрес i2c на самом деле не1a.

Answer 2

Есть несколько способов управления GPIO из пользовательского пространства, но что вы пытаетесь контролировать? Linux может использовать GPIO как светодиод, кнопку, прерывание и многое другое.

sysfs - это «старый» способ управления GPIO. Он работает и до сих пор поддерживается. По сути, вы пишете узлы в каталоге / sys. Запись файлов в C.Простой процесс на C. Вы можете сначала протестировать запись в файл из Shell, если хотите.

      $ echo 7 > /sys/class/gpio/export 
$ echo "out" > /sys/class/gpio/gpio7/direction 
$ echo 1 > /sys/class/gpio/gpio7/value #turn on 
$ echo 0 > /sys/class/gpio/gpio7/value #turn off

Есть более новый способ доступа к GPIO. Вы можете открыть / dev / chip и сделать несколько вызовов IOCTL. Включают #include <linux/gpio.h> тогда

• GPIO_GET_LINEHANDLE_IOCTL, чтобы увидеть текущий статус
• GPIOHANDLE_GET_LINE_VALUES_IOCTL затем читать
• GPIOHANDLE_SET_LINE_VALUES_IOCTL написать

Вы можете проверить это с помощью программы Shell, которая использует тот же интерфейс.

      $ gpiodetect
$ gpioinfo
$ gpioset

Я никогда этого не делал, но вот пример инструмента , который это делает. Также в ядре новее 5.9 вы могли использовать #include "gpio-utils.h".