Android Sensor Input类型之驱动Driver添加

SENSORS 设备驱动

1.1 Device tree 配置

在msm8909平台上，根据硬件原理图设计得知sensors 是挂载在BLSP1 QUP1 上，所以需要在 i2c1 的节点下配置，以磁传感器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;
    };

从以上两个设备树的信息可知 在sensors device tree 的配置中主要是配置，ic 的供电，i2c 从设备地址， 中
断gpio 脚，以及特有的sensor 属性等，具体的作用，待解析设备驱动再做简要的说明。

1.2 设备驱动编译

在msm8909平台上，sensors 存放的目录一般是选择如下路径下：
msm8909/code/kernel/drivers/input/misc/
以mpu6050 和 mmc3416 为例，需要在
msm8909/code/kernel/arch/arm/configs/msm8909-1gb_defconfig 中将编译的宏控打开，如下配置：

CONFIG_SENSORS_MPU6050=y
CONFIG_SENSORS_MMC3416X=y

编译完成后，查看out 目录是否生成对应的.o 文件。

1.3 设备驱动解析

以mmc3416 为例解析驱动的逻辑

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的驱动中，首先是使用module_i2c_driver将其注册i2c设备总线上， 这个接口是moudle_init 和 i2c_add_driver 结合后的二次封装，被注册的i2c_driver是mmc3416x_driver

这里主要关注注册信息中的 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将会被调用。

1.3.2 probe 流程分析

这里以mmc3416x.c 驱动 为例，其逻辑相对而言最简单，但是对于msm8909 平台的sensors 驱动架构来
说核心结构都在。 整个probe 函数 精简后如下：

static int mmc3416x_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
struct mmc3416x_data *memsic; 
//定义设备结构，后面会介绍其内容
if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C)) ; 
//检测申请的i2c是否可用
memsic = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(struct mmc3416x_data), GFP_KERNEL);
//为设备结构申请空间
if (client->dev.of_node)
mmc3416x_parse_dt(client, memsic);
 //如果获取到设备树node，解析其设备树信息。
	//这里就是使用of函数族 获取了memsic,dir及 memsic,auto-report填充到设备结构中。
else
        memsic->dir = 0;
        memsic->auto_report = 1; //如果未获取到设备树node，使用一个默认值。
    memsic->i2c = client;         //填充i2c client 到设备结构中。
    dev_set_drvdata(&client->dev, memsic); //设置device私有数据，即将设备结构填充到 device的私有数据中去。
    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);
//申请以后 regmap，i2c相关的读写都是通过 regmap相关接口来完成。
    res = mmc3416x_power_init(memsic);   //获取设备树配置的 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);
// 输入子系统注册
    memsic->data_wq = NULL;
if (memsic->auto_report) {  
//如果支持自动上报，则注册一个等待队列
        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;  
//将定义好的sensors_classdev填充到设备结构的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(&memsic->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
};

再来看下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;
}

接下来就是填充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。

为了更清晰的展示，这里仅罗列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中我们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。

下面看下这两个回调的实现：

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。

分析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
}