一、前言
我这边使用的开发板原本已经做好了该sensor的驱动,但是使用过程中发现,原始驱动sensor是通过事件的方式上报的,加速度和陀螺仪数据并不同步,不满足使用要求,只有重新写一个iic的驱动,进行sensor数据的读取了。
二、驱动编写
1、linuxIIC驱动属于字符设备的驱动,所以使用字符设备的固定流程进行注册就行了。首先第一步肯定是设备数的编写如下,这里肯定是对应硬件接口IIC子节点下,进行编写,这里的核心是"compatible "属性,这个一定要和驱动文件的compatible 保持一致,不然无法找到设备节点。
XML
&i2c4 {
status = "okay";
pinctrl-0 = <&i2c4m1_xfer>;
sh3001_acc@36 {
compatible = "sh3001";
reg = <0x36>;
type = <SENSOR_TYPE_ACCEL>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&sh3001_irq_gpio>;
irq-gpio = <&gpio2 RK_PC4 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
irq_enable = <0>;
poll_delay_ms = <30>;
layout = <2>;
status = "okay";
};
}
2、接下来就是设备的init 和exit了,init用于开始进行设备的匹配,exit用于在驱动设备卸载时执行。
cpp
static int __init sh3001_init(void)
{
int ret = 0;
ret = i2c_add_driver(&sh3001_driver);
return ret;
}
static void __exit sh3001_exit(void)
{
i2c_del_driver(&sh3001_driver);
}
module_init(sh3001_init);
module_exit(sh3001_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("TRACY");
3、在执行module_init(sh3001_init)的时候,会调用sh3001_driver结构体,这里将会将会进行设备的匹配,sh3001_of_match的结构体数组就是去匹配设备数相关节点的。
cpp
/* 传统匹配方式ID列表 */
static const struct i2c_device_id ap3216c_id[] = {
{"sh3001", 0},
{}
};
/*设备数匹配列表*/
static const struct of_device_id sh3001_of_match[] = {
{.compatible = "sh3001"},
{/*Sentinel*/}
};
/*sh3001驱动结构体 */
static struct i2c_driver sh3001_driver = {
.probe = sh3001_probe,
.remove =sh3001_remove,
.driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "sh3001",
.of_match_table = sh3001_of_match
},
.id_table = ap3216c_id
};
这里在说明一下.id_table = ap3216c_id
和设备树 of_match_table
之间的关系。
.id_table
是用于 传统非设备树匹配(非-DT)平台 上的 I2C 设备名称匹配。它提供了一个 字符串设备名数组(如 "sh3001"
),供内核在 手动注册 i2c_client 的平台 中与驱动进行匹配(例如老的板文件、用户空间调用 i2c_new_device()
)。
和设备树 of_match_table
的区别?
匹配方式 | 使用场景 | 依据 | 需要的字段 |
---|---|---|---|
.id_table |
非设备树平台 | i2c_client->name |
.id_table = ... |
.of_match_table |
设备树平台(Device Tree) | compatible |
.of_match_table = ... |
也就是说:
-
设备树驱动匹配走的是
of_match_table
(即你设备树中写了compatible = "xxx"
) -
传统方式(不使用设备树)走的是
id_table
-
内核 会将匹配的
of_device_id
转换为i2c_device_id
(如果.id_table
存在)传给 probe 的id
参数。 -
你用的是设备树,如果
id_table
不写或者为 NULL,内核也可以匹配,但有些框架依赖 id_table 比如i2c_register_driver()
的自动注册机制,或者 module alias 功能就会缺失。
cpp
static const struct i2c_device_id ap3216c_id[] = {
{ "ap3216c", 0 },
{ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, ap3216c_id); // 重要!
static const struct of_device_id ap3216c_of_match[] = {
{ .compatible = "liteon,ap3216c" },
{ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, ap3216c_of_match);
这样你的驱动即支持设备树匹配,又支持非设备树注册,同时也能被 modprobe
和 udev
正确识别。
4、设备数成功匹配后,就开始probe()函数的调用,首先得定义定义一个标准的IIC设备的结构体。
接下也算是固定流程:
分配结构体内存---->注册字符设备、创建设备号----->初始化字符设备----->添加字符设备----->创建类----->创建设备。
这里需要注意的就是需要确定这些创建、添加是否成功。
cpp
struct sh3001_dev{
struct i2c_client * client; /*i2c 设备*/
dev_t devid; /*设备号 */
struct cdev cdev; /*字符设备核心*/
struct class * class; /*类*/
struct device * device; /*设备*/
struct device_node * nd; /*设备节点*/
};
/*
* @description : i2c驱动的probe函数,当驱动与
* 设备匹配以后此函数就会执行
* @param -- client : i2c设备
* @param - id : i2c设备ID
* @return : 0,成功;其他负值,失败
*/
static int sh3001_probe(struct i2c_client * client,const struct i2c_device_id *id)
{
int ret;
struct sh3001_dev * sh3001_cdev;
/*分配结构体内存*/
sh3001_cdev=devm_kzalloc(&client->dev,sizeof(*sh3001_cdev),GFP_KERNEL);
if(!sh3001_cdev)
{
return -ENOMEM;
}
/*注册字符设备驱动*/
/*创建设备号*/
ret = alloc_chrdev_region(&sh3001_cdev->devid,0,SH3001_CNT,SH3001_NAME);
if(ret<0)
{
pr_err("%s Couldn't alloc_chrdev_region, ret=%d\r\n", SH3001_NAME, ret);
return -ENOMEM;
}
else
{
printk("alloc chrdev sucess\n");
}
/*初始化cdev*/
sh3001_cdev->cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev_init(&sh3001_cdev->cdev,&sh3001_ops);
/*添加一个cdev*/
ret = cdev_add(&sh3001_cdev->cdev,sh3001_cdev->devid,SH3001_CNT);
if(ret < 0)
{
goto del_unregister;
}
else
{
printk("cdev add sucess cdev\n");
}
/*创建类 */
sh3001_cdev->class = class_create(THIS_MODULE,SH3001_NAME);
if(IS_ERR(sh3001_cdev->class))
goto del_cdev;
printk("create class sucess\n");
/*创建设备*/
sh3001_cdev->device = device_create(sh3001_cdev->class,NULL,sh3001_cdev->devid,NULL,SH3001_NAME);
if(IS_ERR(sh3001_cdev->device))
goto destroy_class;
sh3001_cdev->client=client;
i2c_set_clientdata(client,sh3001_cdev);
printk("create device sucess:%p iic_client:%p\n",(void *)&sh3001_cdev->cdev,(void *)sh3001_cdev->client);
return 0;
del_cdev:
cdev_del(&sh3001_cdev->cdev);
destroy_class:
device_destroy(sh3001_cdev->class,sh3001_cdev->devid);
del_unregister:
unregister_chrdev_region(sh3001_cdev->devid, SH3001_CNT);
return -EIO;
}
5、上面probe()在初始化字符设备时是映射了应用的接口的。read()write()的方式比较常见,这里我们使用ioctl去进行寄存器的控制读取。
cpp
static const struct file_operations sh3001_ops = {
.owner = THIS_MODULE,
.open = sh3001_open,
.unlocked_ioctl = sh3001_ioctl,
.compat_ioctl = sh3001_ioctl,
.release = sh3001_release
};
cdev_init(&sh3001_cdev->cdev,&sh3001_ops);
使用ioctl需要注意的就是命令的注册
cpp
#define SH3001_IOCTL_WRITE _IOW('s',0x01,struct sh3001_ioctl_data)
#define SH3001_IOCTL_READ _IOR('s',0x02,struct sh3001_ioctl_data)
#define SH3001_IOCTL_START _IOR('s',0x03,struct sh3001_ioctl_data)
这些宏是 Linux 提供的,用来创建 ioctl
命令编号。其目的是:
唯一标识一个
ioctl
命令,并且告诉内核和驱动:
命令属于哪个设备
命令编号是多少
用户是否传递了参数
参数的方向(从用户传给内核,还是从内核返回给用户)
参数的数据结构是什么
并且这个命令在应用层也有一样使用调用,不然应用层无法传递到对应ioctl的接口。
接下来就是ioctl代码的实现,其核心就是通过文件指针找到iic的驱动地址。
cpp
static long sh3001_ioctl (struct file * filp, unsigned int cmd, unsigned long arg_addr)
{
//printk("enter ioctl\n");
#if 1
struct sh3001_ioctl_data data;
int i;
short acc_x,acc_y,acc_z,gyr_x,gyr_y,gyr_z;
/* 从file结构体获取cdev指针,再根据cdev获取sh3001_dev首地址 */
struct cdev * cdev = filp->f_path.dentry->d_inode->i_cdev;
struct sh3001_dev * sh3001cdev=container_of(cdev,struct sh3001_dev,cdev);
pr_info("sh3001_ioctl called with cmd=0x%x\n", cmd);
/*返回 0 表示所有 n 字节数据成功拷贝
返回 >0 的正数 表示拷贝失败的字节数(即实际成功拷贝了 n - ret 字节)*/
if(copy_from_user(&data,(void __user *)arg_addr,sizeof(data)))
{
dev_err(sh3001cdev->device, "copy user data error\n");
return -EFAULT;
}
if(!(sh3001cdev->client))
{
dev_err(sh3001cdev->device, "no iic client\n");
return -ENODEV;
}
switch(cmd)
{
case SH3001_IOCTL_WRITE:
break;
case SH3001_IOCTL_READ:
sh3001_read_regs(sh3001cdev->client,data.reg,12,data.val);
printk("ioctl reg:%d data:\n",data.reg);
for(i=0;i<6;i++)
{
if(i%2==0)
printk(" ");
printk("%02x%02x",data.val[2*i+1],data.val[2*i]);
}
if(copy_to_user((void __user *)arg_addr,&data,sizeof(data)))
{
return -EFAULT;
}
break;
case SH3001_IOCTL_START:
for(i=0;i<200;i++)
{
sh3001_read_regs(sh3001cdev->client,data.reg,12,data.val);
acc_x += ((data.val[1] << 8) & 0xFF00) + (data.val[0] & 0xFF);
acc_y += ((data.val[3] << 8) & 0xFF00) + (data.val[2] & 0xFF);
acc_z += ((data.val[5] << 8) & 0xFF00) + (data.val[4] & 0xFF);
gyr_x += ((data.val[1] << 8) & 0xFF00) + (data.val[0] & 0xFF);
gyr_y += ((data.val[3] << 8) & 0xFF00) + (data.val[2] & 0xFF);
gyr_z += ((data.val[5] << 8) & 0xFF00) + (data.val[4] & 0xFF);
msleep(5);
}
acc_x = acc_x/200;
acc_y = acc_y/200;
acc_z = acc_z/200;
gyr_x = gyr_x/200;
gyr_y = gyr_y/200;
gyr_z = gyr_z/200;
memcpy(&data.val[0],&acc_x,2);
memcpy(&data.val[2],&acc_y,2);
memcpy(&data.val[4],&acc_z,2);
memcpy(&data.val[6],&gyr_x,2);
memcpy(&data.val[8],&gyr_y,2);
memcpy(&data.val[10],&gyr_z,2);
if(copy_to_user((void __user *)arg_addr,&data,sizeof(data)))
{
return -EFAULT;
}
break;
default:break;
}
#endif
return 0;
}
三、编译
1、接下来就是将驱动文件.c编译成ko模块,makefile如下:
bash
obj-m += sh3001_driver.o
KDIR := /home/tracy/rockchip/linux_sdk/kernel # kernel source directory
PWD := $(shell pwd) #current directory
all:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-buildroot-linux-gnu- modules
clean:
make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean
2、将编译好的驱动文件加载进驱动中可以使用insmod和modprobe命令,推荐使用modprobe命令, 比 insmod
会自动处理依赖和参数传递。
rmmod移出驱动命令。
lsmod列出加载驱动命令。
四、调试技巧
在调试过程可以使用示波器查看接口是否有波形产生,多使用printk()打印调试日志。使用dmesg命令进行查看。