G-sensor驅動分析

時間 2019-12-13

標籤 sensor 驅動分析简体版

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重力傳感器代碼分析node

重力傳感器驅動的功能，主要是向HAL層提供IOCTRL接口，並經過input設備上報數據。芯片實際數據的讀取是採用i2c協議讀取原始數據，而且做爲i2c設備掛載在系統上工做的。linux

1、調用關係算法

採用模塊化的編程方式，一下介紹函數的調用關係。編程

module_init(aac_MMAxxxxx_init);數組

module_exit(aac_MMAxxxxx_exit);安全

模塊中定義了驅動初始化和退出函數，具體實現以下模塊化

static int __init aac_MMAxxxxxFC_init(void)函數

{spa

int ret;線程

if ((ret = i2c_add_driver(&aac_MMAxxxxxFC_i2c_driver))) {

printk(KERN_WARNING "aac_MMAxxxxxFC_init failed. /n");

return ret;

}

return ret;

}

static void __exit aac_MMAxxxxxFC_exit(void)

{

i2c_del_driver(&aac_MMAxxxxxFC_i2c_driver);

}

調用i2c_add_driver函數將aac_MMAxxxxxFC_i2c_driver驅動添加實現了初始化函數，exit函數則調用i2c_del_driver函數將aac_MMAxxxxxFC_i2c_driver驅動刪除。

對於aac_MMAxxxxxFC_i2c_driver驅動結構體，由6個參數實現該結構體。Driver用模塊名來填充，probe、remove、suspend、resume分別用相對應的函數來填充。Id_table用aac_ MMAxxxxxFC_id來填充索引表。實現代碼以下：

static struct i2c_driver aac_MMAxxxxxFC_i2c_driver = {

.driver = {

.name = MMAxxxxx_MODULE_NAME,

.probe = aac_MMAxxxxxFC_probe,

.remove = aac_MMAxxxxxFC_remove,

.id_table = aac_MMAxxxxxFC_id,

#ifndef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND

.suspend = mmaxxxxx_suspend,

.resume = mmaxxxxx_resume,

#endif

};

1.一、對於結構體中索引表aac_MMAxxxxxFC_id數組，具體實現以下：

static const struct i2c_device_id aac_MMAxxxxxFC_id[] = {

{ MMAxxxxx_MODULE_NAME, 0 },

{ }

};

1.二、 MMAxxxxx_MODULE_NAME表示驅動名。在頭文件中定義了具體名字"mmaxxxxx"。

1.三、 aac_MMAxxxxxFC_probe函數是i2c驅動尋找設備的經典實現，這裏將具體分析下實現過程。實現思路是首先註冊i2c功能函數類型，而後分配misc設備空間並註冊，接下來分配輸入設備空間並註冊，注意將misc設備獲取數據傳給input設備數據中。最後建立工做隊列，實現位置信息數據處理。

具體代碼以下：

1.3.1調用i2c_check_functionality，函數返回咱們須要類型的i2c適配器

if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C)) {

ret = -ENODEV;

goto exit0;

}

而且將入口函數參數client賦值給靜態全局變量g_client

g_client = client;

1.3.2調用kzalloc函數給空結構體賦值，空結構體的意義在於尋址。調用sysfs_create_group函數將設備體建立到mmaxxxxx_attr_group組，主要爲調試使用，關於具體調試文件系統將在文章後面章節介紹。調用misc_register函數註冊misc設備mmaxxxxx_misc_device。

mmaxxxxx_misc_data = kzalloc(sizeof(struct mmaxxxxx_data), GFP_KERNEL);

if (!mmaxxxxx_misc_data) {

ret = -ENOMEM;

goto exit1;

}

//init sysfs entry

ret = sysfs_create_group(&client->dev.kobj, &mmaxxxxx_attr_group);

if (ret)

goto exit2;

//misc_register

ret = misc_register(&mmaxxxxx_misc_device);

if (ret < 0) {

dev_err(&client->dev, "mmaxxxxx_device register failed/n");

goto exit3;

}

1.3.3調用input_allocate_device函數給input設備分配空間

//input_allocate

input = input_allocate_device();

if (!input) {

ret = -ENOMEM;

printk("input device allocate failed/n");

goto exit4;

}

對input各個屬性項目填充，name、phys表示映射的物理端口、id.bustype、id.vendor、id.product、

input->name = "mmaxxxxx";

input->phys = "mmaxxxxx/input0";

input->id.bustype = BUS_HOST;

input->id.vendor = 0x0001;

input->id.product = 0x0001;

input->id.version = 0x0100;

//evbit選擇了事件類型，absbit表示了絕對值的數據

input->evbit[0] = BIT(EV_ABS);

input->absbit[0] = BIT(ABS_X) | BIT(ABS_Y) | BIT(ABS_Z);

//將input賦值給全局變量g_input_dev設備。

g_input_dev = input;

ret = input_register_device(g_input_dev);

if (ret) {

printk("unable to register input polled device /n");

goto exit5;

}

//把misc設備數據賦值給輸入設備系統數據

input_set_drvdata(g_input_dev, mmaxxxxx_misc_data);

1.3.4調用init_MUTEX函數將信號量申請爲互斥體信號，在分別在mmaxxxxx_misc_ioctl、asensor_thread、mmaxxxxx_resume函數中調用，確保時間可以安全賦值。

而後建立工做隊列asensor_wq，調用INIT_DELAYED_WORK函數asensor_thread數據處理函數添加到工做任務asensor_delayed_work當中。注意，此時工做隊列並無開始工做，須要mmaxxxxx_misc_ioctl接到HAL層的控制信息時纔打開端口，進行工做。

init_MUTEX(&sem_thread);

asensor_wq = create_workqueue("MMAxxxxxFC_workqueue");

if (!asensor_wq) {

printk("can't create a workqueue/n");

ret = -1;

goto exit6;

}

INIT_DELAYED_WORK(&asensor_delayed_work, asensor_thread);

1.四、 aac_MMAxxxxxFC_remove函數是做爲probe函數的反過程實現的，主要是取消工做隊列和釋放相關資源。

具體代碼實現以下

ret = cancel_delayed_work(&asensor_delayed_work);

if(ret == 0){

flush_workqueue(asensor_wq);

}

destroy_workqueue(asensor_wq);

asensor_wq = NULL;

#ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND

unregister_early_suspend(&early_suspend);

#endif

//clean input

mmaxxxxx_input_cleanup();

//sysfs

sysfs_remove_group(&client->dev.kobj, &mmaxxxxx_attr_group);

//misc

misc_deregister(&mmaxxxxx_misc_device);

1.五、 mmaxxxxx_suspend和mmaxxxxx_resume函數主要是睡眠和喚醒時做用，關掉外設電源並釋放佔用的相關資源。喚醒時實現反過程。

static int mmaxxxxx_suspend(struct i2c_client *ic, pm_message_t mesg)

{

printk("########mmaxxxxx_suspend");

cancel_delayed_work_sync(&asensor_delayed_work);

aac_MMAxxxxxFC_close_client();

return 0;

}

static int mmaxxxxx_resume(struct i2c_client *ic)

{

printk("########mmaxxxxx_resume");

aac_MMAxxxxxFC_init_client();

down_interruptible(&sem_thread);

time_delay.tv_sec = 0;

time_delay.tv_usec = read_interval;

up(&sem_thread);

if(1 == thread_flag)

{

printk("########resume!/n");

queue_delayed_work(asensor_wq, &asensor_delayed_work, timeval_to_jiffies(&time_delay));

}

return 0;

}

2. 特殊處理函數

2.1 misc控制函數

主要做用是處理HAL層的IOCTL命令，起到打開、關閉的任務。

首先定義了混雜設備結構體mmaxxxxx_misc_device，該結構體體由3個field組成，第一個表示misc設備的此設備號，第二個爲misc設備的名字，第三個爲misc操做結構體。操做結構體由咱們自行定義。

static struct miscdevice mmaxxxxx_misc_device = {

.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,

.name = "mmaxxxxx",

.fops = &mmaxxxxx_misc_fops,

};

而後定義Misc操做結構體，該結構體由3個field組成，第一個表示全部者，屬性固定爲本模塊，即THIS_MODULE。第二個表示打開函數，處理數據信息，第三個表示控制函數，處理misc設備的相關控制命令。

static const struct file_operations mmaxxxxx_misc_fops = {

.owner = THIS_MODULE,

.open = mmaxxxxx_misc_open,

.ioctl = mmaxxxxx_misc_ioctl,

};

做爲傳感器輸入設備，打開函數使用的也是數據流，因此定位數據沒有意義。這種狀況下，不能簡單不聲明lseek操做，由於默認方法是容許定位的。默認定位的方法是調用lseek函數在數據區往上或往下定位數據。在open方法中調用nonseekable_open()時，它會通知內核設備不支持lseek。

函數實現以下：

static int mmaxxxxx_misc_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

int err;

err = nonseekable_open(inode, file);

if (err < 0)

return err;

file->private_data = mmaxxxxx_misc_data;

return 0;

}

這裏注意的是文件的私有數據賦值對象爲mmaxxxxx_misc_data，是一個空結構體變量。難道也僅僅是爲了尋址麼？

Ioctl函數做爲misc設備核心的操做函數，主要做用是經過HAL層中相關command字的控制，給應用層提供了控制方法，最終實現設備體的狀態獲取，延時，激活，關閉，如匹配字不符合，則控制參數有誤退出。

Ioctl函數中主要包括的控制命令爲MMAxxxxx_IOCTL_GET_STATE、MMAxxxxx_IOCTL_SET_DELAY、MMAxxxxx_IOCTL_ENABLE、MMAxxxxx_IOCTL_DISABLE幾個命令。

具體可參考代碼。如MMAxxxxx_IOCTL_GET_STATE中主要經過copy_to_user將線程標示位賦值給參數argp，從而獲取狀態。其餘幾個具體參考代碼。

static int mmaxxxxx_misc_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,

unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

void __user *argp = (void __user *)arg;

int32_t interval;

switch( cmd )

{

case MMAxxxxx_IOCTL_GET_STATE:

{

if(copy_to_user(argp, &thread_flag, sizeof(thread_flag)))

return -EFAULT;

//printk("MMAxxxxx_IOCTL_GET_STAT/n");

break;

}

case MMAxxxxx_IOCTL_ENABLE:

{

aac_MMAxxxxxFC_init_client();

thread_flag = 1;

down_interruptible(&sem_thread);

time_delay.tv_sec = 0;

time_delay.tv_usec = read_interval;

up(&sem_thread);

queue_delayed_work(asensor_wq, &asensor_delayed_work, timeval_to_jiffies(&time_delay));

//printk("MMAxxxxx_IOCTL_ENABLE/n");

break;

}

在MMAxxxxx_IOCTL_ENABLE控制命令下，經過原子操做定義了延時的時間，將工做任務asensor_delayed_work添加到工做隊列asensor_wq中，這樣就循環開始了該工做。

2.2 工做函數asensor_thread

工做函數中主要是經過i2c線讀取相關的輸出數據。I2c讀取的方式這裏再也不詳述，這裏主要經過調用i2c_smbus_read_i2c_block_data函數，讀取連續三個地址的數值，經過數據處理，根據硬件相關的貼片方式，輸出正確的xyz結果。

處理過的結果用自定義的結構體保存。

struct _mmaxxxxx_data{

int x_data;

int y_data;

int z_data;

};

這裏有個須要處理的地方就是有些芯片靈敏度太高，能夠經過濾波算法進行相關的去抖動處理。具體參考後續文章。

3 調試信息控制文件接口

這裏經過static int g_print = 0來實現是否輸出打印信息，介紹相關知識以前，須要先了解linux內核中sys文件系統的介紹。sysfs 屬性的功能只能靠閱讀源代碼來理解。在內核中， sysfs 屬性通常是由 __ATTR 系列的宏來聲明的，如對設備的使用 DEVICE_ATTR ，對總線使用 BUS_ATTR ，對驅動使用 DRIVER_ATTR ，對類別(class)使用 CLASS_ATTR, 這四個高級的宏來自於 <include/linux/device.h>, 都是以更低層的來自 <include/linux/sysfs.h> 中的 __ATTR/__ATRR_RO 宏實現；所以咱們在內核源碼樹中相應位置 drivers/scsi/ 找到這幾個宏的使用狀況，能夠獲得在 drivers/scsi/scsi_sysfs.c 中。