【调试笔记】韦东山：在100ask_imx6ull上移植内核驱动使用六轴传感器ICM20608
上次发了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。
作者：韦东山
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http://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 0xAF
inv_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。
1.1 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。
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？
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：
把ecspi3节点和ICM20608节点合并起来，内容如下：
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" * -nr
Binary file built-in.o matches
spi/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：
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：
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：
打开drivers/spi/spi.c第1846行，它确实是用来处理设备树的：
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：
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/devices
iio: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/name
icm20608
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]# ls
buffer in_anglvel_y_calibbias
current_timestamp_clock in_anglvel_y_raw
dev in_anglvel_z_calibbias
in_accel_matrix in_anglvel_z_raw
in_accel_mount_matrix in_gyro_matrix
in_accel_scale in_temp_offset
in_accel_scale_available in_temp_raw
in_accel_x_calibbias in_temp_scale
in_accel_x_raw name
in_accel_y_calibbias of_node
in_accel_y_raw power
in_accel_z_calibbias sampling_frequency
in_accel_z_raw sampling_frequency_available
in_anglvel_mount_matrix scan_elements
in_anglvel_scale subsystem
in_anglvel_scale_available trigger
in_anglvel_x_calibbias uevent
in_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_raw
844
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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