安卓系统的time device驱动编写过程

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前言：

time device是Android系统中的一个定时设备驱动，对Android移动设备提供了定时控制的功能。time device分为timed output和timed gpio 两类。本篇blog蒋健基于dragonBoard410c的定时设备驱动开发基础知识和教大家怎么去定时控制一个GPIO口的高低电平。

一、Timed Output驱动架构

在Android系统中，timed output通常用于实现Vibrator驱动程序。Timed output驱动是基于sys文件系统实现的，能够对设备进行定时控制功能，目前支持设备有vibrator和led设备。timed output驱动会注册sys/class/timed_output/目录，每一个注册实现的timed outpput设备如vibrator和led将会在sys/class/timed_output/目录中新建一个和设备同名的子目录。在子目录中更有一个名为enable的子文件。通过对此文件的读写实现对设备的控制和显示功能。

在Android系统中，有如下连个实现timed output驱动的文件。

drivers/staging/android/timed_output.c

drivers/staging/android/timed_output.h

其中：timed_output.h的实现代码如下：

文件timed_output.h中定义了结构体timed_output_dev，使设备设置定时器功能，并手机返回定时器的剩余时间。

struct timed_output_dev {

      const char    *name;

      /* 设置定时器功能 */

      void  (*enable)(struct timed_output_dev *sdev, int timeout);

      /* 返回在定时器的毫秒的当前数量 */

      int    (*get_time)(struct timed_output_dev *sdev);

      /* 私有数据 */

      struct device *dev;

      int          index;

      int          state;

};

extern int timed_output_dev_register(struct timed_output_dev *dev);

extern void timed_output_dev_unregister(struct timed_output_dev *dev);

timed_output.c代码实现如下：

static struct class *timed_output_class;

static atomic_t device_count;

static ssize_t enable_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,

            char *buf)

{

      struct timed_output_dev *tdev = dev_get_drvdata(dev);

      int remaining = tdev->get_time(tdev);

      return sprintf(buf, "%dn", remaining);

}

static ssize_t enable_store(

            struct device *dev, struct device_attribute *attr,

            const char *buf, size_t size)

{

      struct timed_output_dev *tdev = dev_get_drvdata(dev);

      int value;

if (sscanf(buf, "%d", &value) != 1)

            return -EINVAL;

      tdev->enable(tdev, value);

      return size;

}

static DEVICE_ATTR(enable, S_IRUGO | S_IWUSR, enable_show, enable_store);

static int create_timed_output_class(void)

{

      if (!timed_output_class) {

            timed_output_class = class_create(THIS_MODULE, "timed_output");

            if (IS_ERR(timed_output_class))

                     return PTR_ERR(timed_output_class);

            atomic_set(&device_count, 0);

      }

      return 0;

}

int timed_output_dev_register(struct timed_output_dev *tdev)

{

      int ret;

      if (!tdev || !tdev->name || !tdev->enable || !tdev->get_time)

            return -EINVAL;

      ret = create_timed_output_class();

      if (ret < 0)

            return ret;

      tdev->index = atomic_inc_return(&device_count);

      tdev->dev = device_create(timed_output_class, NULL,

            MKDEV(0, tdev->index), NULL, tdev->name);

      if (IS_ERR(tdev->dev))

            return PTR_ERR(tdev->dev);

      ret = device_create_file(tdev->dev, &dev_attr_enable);

      if (ret < 0)

            goto err_create_file;

      dev_set_drvdata(tdev->dev, tdev);

      tdev->state = 0;

      return 0;

err_create_file:

      device_destroy(timed_output_class, MKDEV(0, tdev->index));

      pr_err("failed to register driver %sn",

                     tdev->name);

      return ret;

}

EXPORT_SYMBOL_GPL(timed_output_dev_register);

void timed_output_dev_unregister(struct timed_output_dev *tdev)

{

      tdev->enable(tdev, 0);

      device_remove_file(tdev->dev, &dev_attr_enable);

      dev_set_drvdata(tdev->dev, NULL);

      device_destroy(timed_output_class, MKDEV(0, tdev->index));

}

EXPORT_SYMBOL_GPL(timed_output_dev_unregister);

static int __init timed_output_init(void)

{

      return create_timed_output_class();

}

static void __exit timed_output_exit(void)

{

      class_destroy(timed_output_class);

}

module_init(timed_output_init);

module_exit(timed_output_exit);

MODULE_AUTHOR("Mike Lockwood <lockwood@android.com>");

MODULE_DESCRIPTION("timed output class driver");

MODULE_LICENSE("GPL");

Timed GPIO驱动程序是android系统基于linux内核新增加的一类驱动程序，这类驱动程序主要是运用了内核定时器，与内核定时器进行绑定，使得控制GPIO口的高低电平与时间打上关系，既可以实现在一定的时间实现GPIO口为高或者低电平。Timed GPIO驱动被实现为平台设备驱动，Timed GPIO驱动源码位于如下目录：
kernel  drivers  staging  android

初始化过程：

1. 首先调用kzalloc函数为 GPIO分配内存空间

2. 调用hrtimer_init函数初始化化内核定时器

3. 设置GPIO的enable函数为gpio_enable

4. 设置GPIO的get_time函数为gpio_get_time

5. 调用timed_output_dev_register函数注册设备驱动。

6. 初始化timed_gpio_data结构体

7. 调用gpio_direction_output函数设置GPIO的初始值。

GPIO驱动移除函数,调用timed_output_dev_unregister卸载驱动程序

static int timed_gpio_remove(struct platform_device *pdev)

{

struct timed_gpio_platform_data *pdata = pdev->dev.platform_data;

struct timed_gpio_data *gpio_data = platform_get_drvdata(pdev);

int i;

for (i = 0; i < pdata->num_gpios; i++) {

timed_output_dev_unregister(&gpio_data.dev);

gpio_free(gpio_data.gpio);

}

kfree(gpio_data);

return 0;

}

功能回调函数gpio_timer_func分析：定时器超时后将执行此函数，此函数根据active_low的值来设置GPIO的高低电平。

static enum hrtimer_restart gpio_timer_func(struct hrtimer *timer)

{

struct timed_gpio_data *data =

container_of(timer, struct timed_gpio_data, timer);

gpio_direction_output(data->gpio, data->active_low ? 1 : 0);

return HRTIMER_NORESTART;

}

gpio_enable函数为关键函数接受用户空间传过来的value值用于在一定时间里控制GPIO

static void gpio_enable(struct timed_output_dev *dev, int value)

{

struct timed_gpio_data *data =

container_of(dev, struct timed_gpio_data, dev);

unsigned long flags;

spin_lock_irqsave(&data->lock, flags);

/* cancel previous timer and set GPIO according to value */

hrtimer_cancel(&data->timer);

gpio_direction_output(data->gpio, data->active_low ? !value : !!value);

if (value > 0) {

if (value > data->max_timeout)

value = data->max_timeout;

//启动定时器函数

hrtimer_start(&data->timer,

ktime_set(value / 1000, (value % 1000) * 1000000),

HRTIMER_MODE_REL);

}

spin_unlock_irqrestore(&data->lock, flags);

}

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