Android Sensor Input类型 (二) Device Driver
时间：2023-12-09 15:37:02
SENSORS 设备驱动
1.1 Device tree 配置
在msm根据硬件原理图设计8909平台sensors 是挂载在BLSP1 QUP1 所以需要在 i2c1 在节点下配置磁传感器mmc3416 为例；
mpu6050@68 { compatible = "invn,mpu6050"; reg = <0x68>; pinctrl-names = "mpu_default","mpu_sleep"; pinctrl-0 = <&mpu6050_default>; pinctrl-1 = <&mpu6050_sleep>; interrupt-parent = <&msm_gpio>; interrupts = <96 0x1>; vdd-supply = <&pm8909_l17>; vlogic-supply = <&pm8909_l6>; invn,gpio-int = <&msm_gpio 96 0x1>; invn,place = "Portrait Down"; }; mmc3416x@30 { /* Magnetic field sensor */ compatible = "memsic,mmc3416x"; reg = <0x30>; vdd-supply = <&pm8909_l17>; vio-supply = <&pm8909_l6>; memsic,dir = "obverse-x-axis-forward"; memsic,auto-report; };从以上两棵设备树的信息可以看出 在sensors device tree 配置以配置为主，ic 的供电，i2c 从设备地址， 中断gpio 脚，以及独特的sensor 属性等，具体功能，待分析设备驱动再做简要说明。
1.2 设备驱动编译
在msm8909平台上，sensors 存储目录通常选择以下路径： msm8909/code/kernel/drivers/input/misc/ 以mpu6050 和 mmc3416 为例，需要在 msm8909/code/kernel/arch/arm/configs/msm8909-1gb_defconfig 打开中将编译的宏控，配置如下:
CONFIG_SENSORS_MPU6050=y CONFIG_SENSORS_MMC3416X=y编译完成后，查看out 是否生成对应的目录.o 文件。
1.3 设备驱动分析
以mmc3416 例如，分析驱动
1.3.1 设备驱动注册
static struct of_device_id mmc3416x_match_table[] = { { .compatible = "memsic,mmc3416x", }, { }, }; static struct i2c_driver mmc3416x_driver = { .probe = mmc3416x_probe, .remove = mmc3416x_remove, .id_table = mmc3416x_id, .driver = { .owner = THIS_MODULE, .name = MMC3416X_I2C_NAME, .of_match_table = mmc3416x_match_table, .pm = &mmc3416x_pm_ops, }, }; module_i2c_driver(mmc3416x_driver);在mmc3416x.c在驱动中，首先使用module_i2c_driver将其注册i2c在设备总线上， 这个接口是moudle_init 和 i2c_add_driver 结合二次封装，注册i2c_driver是mmc3416x_driver
这里主要关注注册信息 of_match_table 属性；mmc3416x_match_table首个元素的compatible与device tree中配置的compatible相同，则mmc3416x_probe将被调用。
1.3.2 probe 流程分析
这里以mmc3416x.c 驱动 例如，它的逻辑相对最简单，但对它来说msm8909 平台的sensors 核心结构在驱动架构方面。 整个probe 函数 简化如下：
static int mmc3416x_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id) { struct mmc3416x_data *memsic; ///定义设备结构，以后将介绍其内容 if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C)) ; //检测申请i2c是否可用 memsic = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(struct mmc3416x_data), GFP_KERNEL); /// if (client->dev.of_node) mmc3416x_parse_dt(client, memsic); //node，分析设备树的信息。 ///这里用of函数族 获取了memsic,dir及 memsic,auto-report在设备结构中填充。 else memsic->dir = 0; memsic->auto_report = 1; //node，使用默认值。 memsic->i2c = client; //填充i2c client 在设备结构中。 dev_set_drvdata(&client->dev, memsic); //设置device私有数据即将填充设备结构 device去私有数据。 mutex_init(&memsic->ecompass_lock); mutex_init(&memsic->ops_lock); ///初始化两个互斥锁 memsic->regmap = devm_regmap_init_i2c(client, &mmc3416x_regmap_config); ///申请后 regmap，i2c相关的读写都是通过的 regmap完成相关接口。 res = mmc3416x_power_init(memsic); ///获取设备树配置 vdd,vio。 res = mmc3416x_check_device(memsic); //通过regmap_read读取设备id,判断设备. memsic->idev = mmc3416x_init_input(client); // 注册输入子系统 memsic->data_wq = NULL; if (memsic->auto_report) { //如果支持自动报告，注册等待队列 dev_dbg(&client->dev, "auto report is enabled\n"); INIT_DELAYED_WORK(&memsic->dwork, mmc3416x_poll); memsic->data_wq = create_freezable_workqueue("mmc3416_data_work"); } memsic->cdev = sensors_cdev; //定义好的sensors_classdev填充设备结构cdev中 memsic->cdev.sensors_enable = mmc3416x_set_enable; //填充sensors_enable memsic->cdev.sensors_poll_delay = mmc3416x_set_poll_delay; //填充sensors_poll_delay res = sensors_classdev_register(&memsc->idev->dev, &memsic->cdev);
//绑定device注册填充好的sensors_classde到 sensors class中。
res = mmc3416x_power_set(memsic, false); //失能电
memsic->poll_interval = MMC3416X_DEFAULT_INTERVAL_MS;
//设置轮询时间间隔
}probe总结：
平台上的sensors驱动结构，probe主要做且都会做的一个步骤主要就是以下几步：
-
封装设备结构，主要是获取电，gpio等信息，初始化用到的数据结构并填充到device私有数据中。
-
注册输入子系统
-
填充并注册sensors_classdev到 sensor class中去
-
设置延时工作队列，probe结束，然后就是等待调度
1.3.3 驱动driver 分析
根据上小节的总结，我们对这几个主要的地方做更深一步的分析。 首先先来看下sensor 设备结构的构成，这里还是以mmc3416x 为例。
struct mmc3416x_data {
struct mutex ecompass_lock;
struct mutex ops_lock; //互斥锁
struct workqueue_struct *data_wq; //工作队列
struct delayed_work dwork; //延时执行的work
struct sensors_classdev cdev; //sensors_class 设备结构
struct mmc3416x_vec last;
struct i2c_client *i2c; //i2c client
struct input_dev *idev; //input device
struct regulator *vdd; //2.8v 电
struct regulator *vio; //1.8v 电
struct regmap *regmap; //获取regmap 对i2c 通讯接口的封装
int dir; //获取的dir
int auto_report; //获取的是否自动上报的配置
int enable;
int poll_interval; //轮询时间间隔的设置
int power_enabled; //上电的状态
unsigned long timeout; //超时时间
};相关输入子系统的注册：
static struct input_dev *mmc3416x_init_input(struct i2c_client *client)
{
struct input_dev *input = NULL;
input = devm_input_allocate_device(&client->dev);
//申请一个 input device
input->name = "compass";
input->phys = "mmc3416x/input0";
input->id.bustype = BUS_I2C;
//填充input相关的设备信息
__set_bit(EV_ABS, input->evbit);
//设置输入事件为ABS类，即绝对坐标类
input_set_abs_params(input, ABS_X, -2047, 2047, 0, 0);
input_set_abs_params(input, ABS_Y, -2047, 2047, 0, 0);
input_set_abs_params(input, ABS_Z, -2047, 2047, 0, 0);
//设置事件代码为ABS_X, ABS_Y, ABS_Z ,并设置了abs相关的坐标范围
input_set_capability(input, EV_REL, REL_X);
input_set_capability(input, EV_REL, REL_Y);
input_set_capability(input, EV_REL, REL_Z);
// 设置了 输入事件为REL类，即相对坐标类，支持事件代码分别为 REL_X, REL_Y, REL_Z。
status = input_register_device(input); //注册这个input设备到输入子系统。
return input;
}接下来是填充sensors_classdev ,并注册到 sensor_class中， 这里的核心就是根据sensor_class的要求，将所有信息通过sensors_classdev传递上去， 如果是设备信息直接赋值，如果是操作函数则通过函数指针回调。关于msm8909使用的sensor_class的架构留在下一章详细分析，这里主要分析被传递的设备信息和回调的函数接口。
以下是mmc3416x用到的sensors_classdev设备信息，更多的内容请查看sensors_classdev的结构体类型定义。
static struct sensors_classdev sensors_cdev = {
.name = "mmc3416x-mag", //sensor name
.vendor = "MEMSIC, Inc", //厂商信息
.version = 1, //版本号
.handle = SENSORS_MAGNETIC_FIELD_HANDLE, //
.type = SENSOR_TYPE_MAGNETIC_FIELD, //2表示type为 磁力传感器
.max_range = "1228.8",
.resolution = "0.0488228125",
.sensor_power = "0.35",
.min_delay = 10000,
.max_delay = 10000,
.fifo_reserved_event_count = 0,
.fifo_max_event_count = 0,
.enabled = 0,
.delay_msec = MMC3416X_DEFAULT_INTERVAL_MS,
.sensors_enable = NULL,
.sensors_poll_delay = NULL,
};在probe中设置了两个函数的回调：
memsic->cdev.sensors_enable = mmc3416x_set_enable;
memsic->cdev.sensors_poll_delay = mmc3416x_set_poll_delay;这两个函数最终的目的最终都是为例调用工作队列的处理函数，就轮询读取sensor获取的坐标信息。
下面是这两个回调的实现：
static int mmc3416x_set_enable(struct sensors_classdev *sensors_cdev,
unsigned int enable)
{
struct mmc3416x_data *memsic = container_of(sensors_cdev,
struct mmc3416x_data, cdev);
//通过cdev获取到sensor设备结构体。
mutex_lock(&memsic->ops_lock);
if (enable && (!memsic->enable)) {
rc = mmc3416x_power_set(memsic, true); //上电
rc = regmap_write(memsic->regmap, MMC3416X_REG_CTRL,MMC3416X_CTRL_TM);
// 发送TM命令 在读数据之前
memsic->timeout = jiffies;
if (memsic->auto_report)
queue_delayed_work(memsic->data_wq,
&memsic->dwork,
msecs_to_jiffies(memsic->poll_interval)); //调用延时工作队列
}
else if ((!enable) && memsic->enable) {
if (memsic->auto_report)
cancel_delayed_work_sync(&memsic->dwork);
if (mmc3416x_power_set(memsic, false))
//接收到enable = 0，轮训结束，下电
}
memsic->enable = enable;
}
static int mmc3416x_set_poll_delay(struct sensors_classdev *sensors_cdev,
unsigned int delay_msec)
{
struct mmc3416x_data *memsic = container_of(sensors_cdev,
struct mmc3416x_data, cdev);
//通过cdev获取到sensor设备结构体。
mutex_lock(&memsic->ops_lock);
if (memsic->poll_interval != delay_msec)
memsic->poll_interval = delay_msec;
//根据传入的时间参数更新 延时执行的时间，就轮询间隔。
if (memsic->auto_report && memsic->enable)
mod_delayed_work(system_wq, &memsic->dwork,
msecs_to_jiffies(delay_msec));
mutex_unlock(&memsic->ops_lock);
return 0;
}最后就来分析下工作队列的处理函数是如何调用工作的，根据初始化的延时执行work的处理函数INIT_DELAYED_WORK(&memsic->dwork, mmc3416x_poll); 这个work被假如到data_wq工作队列中。
mmc3416x_poll
static void mmc3416x_poll(struct work_struct *work)
{
int ret;
s8 *tmp;
struct mmc3416x_vec vec;
struct mmc3416x_vec report;
struct mmc3416x_data *memsic = container_of((struct delayed_work *)work,
struct mmc3416x_data, dwork);
//通过cdev获取到sensor设备结构体。
ktime_t timestamp;
vec.x = vec.y = vec.z = 0;
ret = mmc3416x_read_xyz(memsic, &vec);
tmp = &mmc3416x_rotation_matrix[memsic->dir][0];
report.x = tmp[0] * vec.x + tmp[1] * vec.y + tmp[2] * vec.z;
report.y = tmp[3] * vec.x + tmp[4] * vec.y + tmp[5] * vec.z;
report.z = tmp[6] * vec.x + tmp[7] * vec.y + tmp[8] * vec.z;
timestamp = ktime_get_boottime();
input_report_abs(memsic->idev, ABS_X, report.x);
input_report_abs(memsic->idev, ABS_Y, report.y);
input_report_abs(memsic->idev, ABS_Z, report.z);
input_event(memsic->idev,
EV_SYN, SYN_TIME_SEC,
ktime_to_timespec(timestamp).tv_sec);
input_event(memsic->idev,
EV_SYN, SYN_TIME_NSEC,
ktime_to_timespec(timestamp).tv_nsec);
input_sync(memsic->idev);
//上报信息
exit:
queue_delayed_work(memsic->data_wq,
&memsic->dwork,
msecs_to_jiffies(memsic->poll_interval));
//再次调度work，延时时间为poll_interval
}
