无需编写自定义驱动，能否自动导出并配置GPIO引脚为默认输出？

问题背景 #

我们拥有多个GPIO控制器，每个引脚仅承担单一功能，例如I2C扩展GPIO的设备树条目如下：

i2c_expander: pca9506@20 {
    compatible = "nxp,pca9505";
    reg = <0x20>;
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
};

这类GPIO多作为二进制开关使用，当前切换开关需执行以下步骤：

• 导出GPIO设备
• 设置方向为输出
• 写入数值
  由于前两步每次操作都要重复执行，十分繁琐。请问是否必须编写自定义内核驱动才能自动完成这两步？是否存在通用驱动可实现自动以输出方向导出指定GPIO引脚（如引脚4）？

解决方案 #

不需要编写自定义内核驱动，Linux内核本身提供了**GPIO Hogging（GPIO占用）**功能，可直接在设备树中配置，实现自动导出指定GPIO并设置方向、默认电平。

1. 设备树中配置GPIO Hog #

在你的I2C扩展GPIO节点下添加hog子节点，以引脚4为例，配置为输出并默认低电平：

i2c_expander: pca9506@20 {
    compatible = "nxp,pca9505";
    reg = <0x20>;
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;

    /* 配置引脚4为输出，默认低电平 */
    gpio_hog_4: gpio-hog-4 {
        gpios = <4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        output-low;
        line-name = "custom-switch-4";
    };
};

• gpios：指定要配置的GPIO引脚（这里是引脚4）和有效电平
• output-low：设置引脚为输出方向，默认输出低电平；若需要默认高电平则用output-high
• line-name：为该GPIO设置名称，方便在sysfs中识别

配置完成后，内核启动时会自动完成引脚的导出和方向设置，你直接在/sys/class/gpio/custom-switch-4/value文件中写入0或1即可控制开关，无需再执行导出和方向设置步骤。

2. 其他可选方案 #

如果需要更灵活的用户态控制，也可以使用gpio-leds通用驱动，将GPIO模拟为LED设备，同样能自动完成导出和方向配置：

custom_leds: leds {
    compatible = "gpio-leds";
    switch-4 {
        gpios = <&i2c_expander 4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        default-state = "off"; // 默认低电平
        label = "custom-switch-4";
    };
};

此时GPIO会被映射到/sys/class/leds/custom-switch-4/brightness，写入0或1即可控制电平，同样无需手动配置方向和导出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Schottky