【调试笔记】韦东山:在100ask_imx6ull上移植使用六轴传感器ICM20608

之前发了LCD调试笔记,大家很感兴趣,所以这次再来一篇:六轴传感器ICM20608驱动移植笔记,大家还需要什么移植笔记?可以留言。我们尽量满足。


1.1 移植思路


先找到驱动:也许内核里已经有,也许需要去网上查找。

打开bing.com,搜“ICM20608 linux driver”,发现这个网址:

https://github.com/torvalds/linux/blob/master/drivers/iio/imu/inv_mpu6050/inv_mpu_spi.c


大胆假设,在linux内核中应该也有驱动,找到:

$ cd  drivers/iio/imu/inv_mpu6050$ grep "20608" * -nr


果然找到一堆驱动,比如:

inv_mpu_i2c.c:173:      {"icm20608", INV_ICM20608},inv_mpu_iio.h:75:       INV_ICM20608,inv_mpu_iio.h:232:#define INV_ICM20608_WHOAMI_VALUE             0xAFinv_mpu_spi.c:85:       {"icm20608", INV_ICM20608},


100ASK_IMX6ULL上使用SPI接口连接ICM20608,所以我们要找的驱动就是inv_mpu_spi.c。

这样事情就好办了。

接下来就是配置设备树,

最后测试。


1.2 SPI驱动程序框架


我们需要弄清楚SPI驱动程序的结构,才能够理解驱动程序,添加设备树信息。

特别是对于ICM20608,在内核的设备树文档Documentation/devicetree/bindings目录下,找不到任何有用的信息。

那我们只能看源码了,看源码之前先弄清结构。

attachments-2020-03-zRXsbNc25e7985b7006c2.png


我们需要阅读源码来确定设备树的上述4点内容。



1.2 ICM20608设备树


100ASK_IMX6ULL开发板上,ICM20608接在哪一个SPI控制器上?

attachments-2020-03-yleU4zZq5e7985c486c3c.png


如上图,接在ECSPI3这个SPI控制器上。


打开设备树文件arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts,可以看到如下代码:

&ecspi3 {        pinctrl-names = "default";        pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi3>;        cs-gpios = <&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;        status = "okay";        spidev: icm20608@0{                compatible = "invensense,icm20608";                interrupt-parent = <&gpio1>;                interrupts = <1 1>;                spi-max-frequency = <8000000>;                reg = <0>;        };};


这是我们同事写出来的,具体过程就省略掉,看着挺简单,写的时候花了不少时间。

我们来研究一下,它位于ecspi3节点之下,ecspi3节点肯定就是SPI控制器之一。要找到它的compatible属性,才能找到SPI控制器的驱动程序。

打开 imx6ull.dtsi,果然有:

attachments-2020-03-JqcyCu6Y5e7985cfe6272.png


把ecspi3节点和ICM20608节点合并起来,内容如下:

attachments-2020-03-7lw3X0665e7985d841016.png


1.3 SPI控制器驱动程序


1.3.1 找到驱动程序


根据上述设备树信息,在Linux内核源码目录下搜"fsl,imx6ul-ecspi",就可以找到SPI控制器的驱动程序:


book@100ask:~/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88/drivers$ grep "fsl,imx6ul-ecspi" * -nrBinary file built-in.o matchesspi/spi-imx.c:782:      { .compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", .data = &imx6ul_ecspi_devtype_data, },


可见,spi/spi-imx.c就是我们要找的SPI控制器驱动程序。


1.3.2 我们能做的不多,只能在设备树中指定片选


设备树已经在前面列出来了。

一个SPI控制器可以连接多个SPI设备,每个SPI设备使用都有单独的片选信号,如下图:

attachments-2020-03-91Tutq1C5e7985f59c797.png


在SPI控制器驱动和设备树中,我们最关心的是片选信号,其他信号我们无法修改。

阅读spi-imx.c的spi_imx_probe函数:

attachments-2020-03-Y000K4FW5e79860fc9403.png


我们得找到设备树的处理代码,看看它是怎么从设备树中设置cs_gpios的,搜“cs_gpios”,得到:

attachments-2020-03-8ARen2eP5e79861c80213.png


打开drivers/spi/spi.c第1846行,它确实是用来处理设备树的:

attachments-2020-03-bqhP6acl5e7986248bbe0.png



of_spi_register_master函数的调用流程:
spi_imx_probe (drivers/spi/spi-imx.c)master = spi_alloc_master(&pdev->dev, sizeof(struct spi_imx_data));ret = spi_bitbang_start(&spi_imx->bitbang); (drivers/spi/spi-bitbang.c) ret = spi_register_master(spi_master_get(master)); (drivers/spi/spi.c) status = of_spi_register_master(master); (drivers/spi/spi.c,就是它处理cs-gpios)



1.3 SPI设备驱动程序


设备树已经在前面列出来了。


SPI设备跟SPI控制器之间的硬件连接,能确定的也就3点,我们需要在设备树中指定:


a. 接到哪个SPI控制器去?

IMX6ULL中有多个SPI控制器,在设备树里,把SPI设备的节点放到某个SPI控制器节点之下就可以。


b. SPI设备有没有中断?用哪一个中断?

我们的ICM20608如下设置:

interrupt-parent = <&gpio1>;interrupts = <1 1>;


c. SPI设备使用哪个片选?

在SPI控制器节点里有cs-gpios属性,里面定义有1个或多个片选。

在SPI设备的节点中,用reg属性指定使用cs-gpios中的哪个片选(从0开始),如下:

reg = <0>;


你看,我们只关心设备树,似乎没怎么看驱动程序啊。

根据设备节点的compatible属性可找到ICM20608的驱动程序为:

drivers\iio\imu\inv_mpu6050\inv_mpu_spi.c

打开drivers/iio/imu/inv_mpu6050/Makefile,其内容如下:

attachments-2020-03-7kPWluOZ5e79863169cc9.png


上图中的2个ko文件,都需要安装。前一个要先安装,它为后一个ko提供一些函数。


1.4 测试


ICM20608的驱动程序是基于IIO驱动来编写的,我们还没深入研究IIO。

所以本节只是简单地讲讲怎么测试ICM20608,以后再深入研究。


首先,请确保你的设备树文件arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts中,ICM20608节点的属性中含有cs-gpios,


注意:不是cs-gpio。(我们曾经提供一个补丁,它处理的是cs-gpio属性,最新版本的内核已经去除了这个补丁,使用drivers/spi/spi.c处理的是cs-gpios属性)


然后在开发板上安装驱动程序:

[root@imx6ull:~]# insmod inv-mpu6050.ko[root@imx6ull:~]# insmod inv-mpu6050-spi.ko[   56.892312] inv-mpu6000-spi spi2.0: mounting matrix not found: using identity...


你就可以看到设备节点了:

[root@imx6ull:~]# ls /dev/iio*/dev/iio:device0    /dev/iio:device1

也可以看到/sys下创建了一些文件:


[root@imx6ull:~]# ls /sys/bus/iio/devicesiio:device0  iio:device1  trigger0


是iio:device0还是iio:device1对应ICM20608?可以cat上述目录里的name文件:


[root@imx6ull:~]# cat /sys/bus/iio/devices/iio\:device1/nameicm20608


然后就可以进入/sys/bus/iio/devices/iio\:device1目录,读取里面的文件,同时转动开发板,可以观察到值在变化:


[root@imx6ull:~]# cd  /sys/bus/iio/devices/iio\:device1[root@imx6ull:/sys/bus/iio/devices/iio:device1]# lsbuffer                        in_anglvel_y_calibbiascurrent_timestamp_clock       in_anglvel_y_rawdev                           in_anglvel_z_calibbiasin_accel_matrix               in_anglvel_z_rawin_accel_mount_matrix         in_gyro_matrixin_accel_scale                in_temp_offsetin_accel_scale_available      in_temp_rawin_accel_x_calibbias          in_temp_scalein_accel_x_raw                namein_accel_y_calibbias          of_nodein_accel_y_raw                powerin_accel_z_calibbias          sampling_frequencyin_accel_z_raw                sampling_frequency_availablein_anglvel_mount_matrix       scan_elementsin_anglvel_scale              subsystemin_anglvel_scale_available    triggerin_anglvel_x_calibbias        ueventin_anglvel_x_raw[root@imx6ull:/sys/bus/iio/devices/iio:device1]# cat in_accel_x_raw-141[root@imx6ull:/sys/bus/iio/devices/iio:device1]# cat in_accel_x_raw-4652[root@imx6ull:/sys/bus/iio/devices/iio:device1]# cat in_accel_x_raw844

注意:我们对ICM20608并无深入研究,上述/sys目录中各值有什么含义,留待你们去发现。


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