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);
}
