rk3399_android7.1平台调试sensor流程记录

Android系统sensor大致框架流程：

App中传感器注册，获取系统服务，数据上报给app(onSensorChange)都是通过SystemSensorManager.java完成的，

SensorManager.java仅仅是类似于接口类，功能是由SystemSensorManager.java实现

SystemSensorManager.java 中函数会调用 jni 的android_hardware_SensorManager.cpp实现

android_hardware_SensorManager.cpp调用SensorManager.cpp实现

SensorManager.cpp 与sensorService.cpp 间进行通信，其中命令传输通过binder实现，数据传输通过管道实现；其中binder做主
要贡献的是ISensorEventConnection.cpp，完成binder的服务端和客户端

sensorService.cpp通过中通过 threadloop 不断的从hardware 层获取sensor数据，其中对sensor 的操作主要有sensordevice 类完成

hardware （sensor hal）层则通过read / write ，ioctl操作 sensor驱动设备节点去操作sensor 设备，读取sensor上报的数据（一般是input子系统）

kenel中sensor驱动从IC中通过i2c或者其他接口读取到数据，然后将数据放入到input子系统中上报给上层。

Rk平台sensor调试说明

Rk平台sensor驱动代码路径：kernel/drivers/input/sensors，其中 sensor-dev.c 是核心代码，整合了不同类型的sensor，包括 accel, gyro, lsensor, psensor, compass等。

下面是实际工作中的调试流程：
这里只记录调试gsensor部分，其他gryo+compass同理,他们在rk平台分开三个不同.c文件实现驱动加载和id匹配和数据上报等：
1、硬件板子确认
拿到硬件板子之后，首先确认上电ok[供电电压对，如3.3v]，万用表量到供电（3.3v）供电正常，i2c空闲上拉状态正常等。

2、确认资料和硬件连接IO
对照供应商那边提供的资料，规格书（datasheet）、驱动或者demo代码资料等。首先从资料中确定模块的I2C从设备地址，确定模块的id寄存器和寄存器值；
驱动代码方面，不一定拿到的就是直接可以用的驱动，除非在相同平台上调试过，不然的话，别想着驱动一拿过来就直接可以编译进去跑起来，要么是编译问题，总之各种问题，反正这也是你们驱动工程师搞的活，比如我这次拿到的资料是这样的：

这样的：

但是在rk平台调试的话，如果客户没有提供直接可以使用的驱动代码，我们可以根据它的sensor驱动框架，穿插进去你的实现代码就可以了，其实主要代码部分就是读取id，设置使能寄存器，还有读取数据寄存器，以及上报数据等操作而已，可以近似的拷贝一个现有的gsesnor的.c文件来修改即可。这里调试的lsm9ds1九轴sensor的gsensor功能, 首先第一步，配置你的dts资源描述，例如我这里，配置dts信息如下：

&i2c1 {status = "okay";lsm9ds1_accel@6b { /* SDO_AG: if 0 ==> 0x6a; if 1 ==> 0x6b */status = "okay";compatible = "lsm9ds1_acc";pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&lsm9ds1a_irq_gpio>, <&lsm9ds1a_power_gpio>;reg = <0x6b>; //i2c地址irq-gpio = <&gpio1 13 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>; //GPIO1_B5，中断脚power-gpio = <&gpio1 22 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //GPIO1_C6，供电脚type = <SENSOR_TYPE_ACCEL>;irq_enable = <0>; //poll modepoll_delay_ms = <30>;//power-off-in-suspend = <1>; //resume init sensorlayout = <4>;reprobe_en = <1>;};
};

硬件原理方面需要确认你的i2c连接总线是哪一组，还有就是从规格书或者资料确定lsm9ds1模组的i2c从设备地址，确认供电脚的gpio[如果长供电不用理会]，如果使用中断模式需要确认你中断脚连接的GPIO口是哪个[我这里是GPIO1_B5]等。

3、添加sensor的id

在sensor-dev.c中添加sensor_id，其中“lsm9ds1_acc”字段与dts中的compatible字段对应。

ACCEL_ID_LSM9DS1定义在 include/linux/sensor-dev.h 中

4、增加gsensor驱动内容
driver/input/sensors/accel/目录下增加相应驱动：
1）实现 gsensor_lsm9ds1_ops实例：

struct sensor_operate gsensor_lsm9ds1_ops = {.name          = "lsm9ds1_acc",   //与 sensor-dev.c 中定义的名称一致.type            = SENSOR_TYPE_ACCEL,   //对应sensor类型是gsensor.id_i2c         = ACCEL_ID_LSM9DS1,   //定义在include/linux/sensor-dev.h 中.read_reg           = OUT_X_L_A,   //0x28，读取 gsensor 数据的起始寄存器地址.read_len            = 6,  //需要读取的 gsensor 数据的字节数.id_reg            = WHO_AM_I_A, //芯片唯一ID寄存器，从datasheet获知是0x0f.id_data         = LSM9DS1_DEVICE_ID_A,  //芯片的ID值   ，从datasheet获知是0x68
.precision          = 16,  //采样gsensor数据的adc位数.ctrl_reg            = CTRL_REG5_A,  //0x1F，用于使能 gsensor 的寄存器地址.int_status_reg   = STATUS_REG_A,  //中断状态寄存器地址.range         = {-32768, 32768},  //量程，这里表示上报的量程为+-2G.trig               = IRQF_TRIGGER_HIGH | IRQF_ONESHOT,  //中断类型.active         = sensor_active,  //用于开关 gsensor.init              = sensor_init,  //用于初始化 gsensor.report         = sensor_report_value,  //用于上报gsensor数据
};

确认i2c通信上之后第一步就是读取模块的id是否跟datasheet上的一致，这个是i2c通讯识别到你的模块的方法，例如这里的id寄存器是0x0f，id值是0x68。也就是当i2c通讯上，读取到的id寄存器的id值是0x68，那说明识别到设备了，可以去设置它的控制器，然后读取它的数据了

2）注册sensor驱动到sensor-dev.c

static struct sensor_operate *gsensor_get_ops(void)
{return &gsensor_lsm9ds1_ops;
}static int __init gsensor_lsm9ds1_init(void)
{struct sensor_operate *ops = gsensor_get_ops();int result = 0;int type = ops->type;printk("\n# -czd-: __%s__, _line[%d]_ #\n", __func__, __LINE__);result = sensor_register_slave(type, NULL, NULL, gsensor_get_ops);return result;
}static void __exit gsensor_lsm9ds1_exit(void)
{struct sensor_operate *ops = gsensor_get_ops();int type = ops->type;sensor_unregister_slave(type, NULL, NULL, gsensor_get_ops);
}

初始化sensor，主要是对sensor的控制寄存器部分做初始化设置，说白了就是写寄存器设置寄存器值：

static int sensor_init(struct i2c_client *client) //初始化sensor控制寄存器
{struct sensor_private_data *sensor =(struct sensor_private_data *)i2c_get_clientdata(client);int result = 0;result = sensor->ops->active(client, 0, 0);if (result) {dev_err(&client->dev, "%s:line=%d,error\n",__func__, __LINE__);return result;}sensor->status_cur = SENSOR_OFF;result = sensor_write_reg(client, CTRL_REG4_A, 0x38);if (result) {dev_err(&client->dev, "%s:fail to set CTRL_REG4_A.\n",__func__);return result;}/* Normal / Low power mode (1600 Hz) */result = sensor_write_reg(client, CTRL_REG5_A, 0x78);if (result) {dev_err(&client->dev, "%s:fail to set CTRL_REG5_A.\n",__func__);return result;}result = sensor_write_reg(client, CTRL_REG6_A, 0x40);if (result) {dev_err(&client->dev, "%s:fail to set CTRL_REG6_A.\n",__func__);return result;}result = sensor_write_reg(client, CTRL_REG7_A, 0x00);if (result) {dev_err(&client->dev, "%s:fail to set CTRL_REG7_A.\n",__func__);return result;}return result;
}

当我们上层apk打开gsensor读取数据时，会通过ioctl调用drivers/input/sensors/sensor-dev.c文件中的gsensor_dev_ioctl这个接口函数实现对gsensor的打开操作，然后通过判断宏case GSENSOR_IOCTL_START 调用sensor_enable(sensor, SENSOR_ON);打开gsensor功能，然后再调用result = sensor->ops->active进入到具体sensor的驱动里面去设置gsensor active；

106 static int sensor_active(struct i2c_client *client, int enable, int rate)
107 {108         struct sensor_private_data *sensor =
109             (struct sensor_private_data *)i2c_get_clientdata(client);
110         int result = 0;
111
112
114         sensor->ops->ctrl_data = sensor_read_reg(client, sensor->ops->ctrl_reg);
115         if (enable)
116                 result = sensor_write_reg(client,
117                         sensor->ops->ctrl_reg,
118                         sensor->ops->ctrl_data | 0x78); //0x07
119         else
120                 result = sensor_write_reg(client, sensor->ops->ctrl_reg, 0x00);
121
122         if (result)
123                 dev_err(&client->dev, "%s:fail to active sensor\n", __func__);
124
125         DBG("%s:reg=0x%x,reg_ctrl=0x%x,enable=%d\n",
126                 __func__,
127                 sensor->ops->ctrl_reg,
128                 sensor->ops->ctrl_data, enable);
129         return result;
130 }

打开gsensor功能之后，然后去读取gsensor的三轴原始数据，这里连续读取6个字节的寄存器值，分别对应三轴数据：

 reg_buf = sensor->ops->read_reg; //这里从read_reg读取连续6个寄存器的值(0x28,0x29,0x2A...),他们是gsensor的三轴数据寄存器for (i = 0; i < sensor->ops->read_len; i++) {buffer[i] = sensor_read_reg(client, reg_buf);reg_buf++;printk("\n# lsm9ds1: __%s__, _line[%d]_ (buf[%d]= %x)\n", __func__, __LINE__, i, buffer[i]);}

input子系统上报数据，上报之后就可以通过getevent获取到数值：

static int gsensor_report_value(struct i2c_client *client,struct sensor_axis *axis)
{struct sensor_private_data *sensor =(struct sensor_private_data *)i2c_get_clientdata(client);if (sensor->status_cur == SENSOR_ON) {input_report_abs(sensor->input_dev, ABS_X, axis->x);input_report_abs(sensor->input_dev, ABS_Y, axis->y);input_report_abs(sensor->input_dev, ABS_Z, axis->z);input_sync(sensor->input_dev);}return 0;
}

内核驱动加载和卸载函数：【kernel跑起来会自动执行module_init函数】

module_init(gsensor_lsm9ds1_init);
module_exit(gsensor_lsm9ds1_exit);

5、Android层中的sensor相关宏配置
BoardConfig.mk 中：

# Sensors
BOARD_SENSOR_ST := true //采用 RK 的 sensors Hal，也就是本文介绍的
BOARD_SENSOR_MPU_PAD := false //仅适用MPU6500、mpu6050 等芯片
支持哪些类型的sensor，如果没有，要配置成false，否则vts和cts测试会失败：
BOARD_GRAVITY_SENSOR_SUPPORT := true
BOARD_COMPASS_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_GYROSCOPE_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_PROXIMITY_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_LIGHT_SENSOR_SUPPORT := true
BOARD_PRESSURE_SENSOR_SUPPORT := false
BOARD_TEMPERATURE_SENSOR_SUPPORT := false

6、Gsensor和gyro的校准
Gsensor和gyro的校准可通过命令行方式，pcba测试的时候也可以做校准，具体查
看pcba的配置。

命令行校准方法：保持机器水平静止放置，输入以下命令校准：
Gsensor: echo 1 > /sys/class/sensor_class/accel_calibration
GYRO : echo 1 > /sys/class/sensor_class/gyro_calibration
查看校准值：
cat /sys/class/sensor_class/accel_calibration
cat /sys/class/sensor_class/gyro_calibration
如果无法查看校准值，则说明校准失败，可以打印 kernel log 确定失败原因。校准成功后，校准的值会保存到nand或emmc的vendor storage里面，不会被擦除，开机自动生效。

7、调试可能遇到问题点
7.1 getevent查看gsensor无数据上报
排查思路：
1）确认驱动是否注册上，可以通过getevent 查看是否有名为gsensor的input设备；没有的话就要看为何没注册上，有可能是 dts 配置问题，驱动问题，i2c通讯失败，chip id 不匹配等等可能的原因，查看kernel log是否，具体问题具体分析；如果有注册上，往下看。
2）确认android 层相关宏是否打开；
3）确认hal层代码是否正常运行；开机打印logcat，搜索sensor字段查看相关log。
4 ) 确认上报的事件类型是否对应（kernel上报的和HAL读取的是否一致（ABS_X还是ABS_RX，或者ABS_MISC等））

7.2 Getevent有数据上报，屏幕不旋转或者旋转无规律；
除可通过sensor的apk查看数值是否正确外，还可以通过命令的方式查看android
上报的gsensor数据是否正确：
setprop sensor.debug.level 2
手动灭屏休眠，再唤醒后命令生效，通过 logcat –s SensorsHal 可以查看到 hal 上报
的gsensor数值；
静止水平放置时，理论正确的数值应该是有个轴的值为+9.8 或者-9.8，另外两个轴的
值为 0；
如果数值不对，请确认上面章节介绍的数据上报转换是否正确。

7.2 gsensor的方向不对
Sensor-dev.c定义了layout 值，对应不同的矩阵，具体可以查看 sensor-dev.c 代码查询，所以，适配方向可以通过修改dts里面的layout值来选择对应的转换矩阵，达到方向的变化。

layout = <4>;

8、rk3399 android7.1 sensor代码框架简单梳理：
HAL代码目录：

hardware/rockchip/sensor/stMmaSensor.cpp //gsensorGyroSensor.cpp //gyroAkmSensor.cpp //compass

kernel代码目录：

kernel/drivers/input/sensors/
accel //gsensor
compass //compass
gyro //gyro

首先开机起来，设备和driver的compatible属性匹配，然后跑sensor_probe探测函数，在里面进行一些初始化还有sensor 输入设备的注册;
初始化部分主要调用sensor_chip_init进行具体sensor的初始化调用，跑到对应sensor驱动里面去执行，通过sensor->ops = ops;这个结构体指针调用;
调用sensor_get_id获取sensor id值是否跟你具体sensor驱动的id值(sensor->ops->id_data)一致;
调用sensor_initial -->调用 sensor->ops->init(client)初始化sensor，主要进行一些寄存器值的设置;
调用devm_input_allocate_device分配输入设备，然后调用input_register_device注册输入子设备;
调用sensor_irq_init初始化中断：包括申请中断号，注册中断子程序sensor_interrupt等的动作;当打开sensor 测试apk时，hal层到底层驱动的调用流程如下[HAL]表示在hal层执行，[kernel表示在kernel层的driver实现]：
这里以gsensor的HAL到driver的调用为例说明：
[HAL]==>init_nusensors[HAL]==>poll__activate [HAL]==>调用int MmaSensor::enable，[HAL]==>然后调用ioctl(dev_fd, GSENSOR_IOCTL_START)打开gsensor，[kernel]==>调用到驱动的unlocked_ioctl = gsensor_dev_ioctl[kernel]==>sensor_enable(sensor, SENSOR_ON); //通过cmd（GSENSOR_IOCTL_START）调用到sensor_enable[kernel]==>然后调用到具体sensor驱动的sensor->ops->active(client, 1, sensor->pdata->poll_delay_ms); //使能sensor[kernel]==>然后打开中断或者打开循环工作队列使能中断：enable_irq(client->irq);加载工作队列：schedule_delayed_work[kernel]==>调用input_report_abs/input_sync上报读取到的sensor数据，如果调用成功可以在adb中执行getevent有数据上报[HAL]==>然后调用 MmaSensor::readEvents来读取gsensor数据，也就是读取输入子系统上报到上层的数据