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

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版本	日期	作者	说明
V1	2020	韦东山	摘自《嵌入式Linux应用开发完全手册》

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。

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" * -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：

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/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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