[嵌入式]hisi3516dv300芯片基于hwmon驱动框架的温度获取驱动源码分析

1、内核hwmon驱动框架

参考博客：《内核hwmon驱动框架详解以及海思芯片温度驱动分析》；

2、驱动实现的效果

/sys/devices/virtual/hwmon/hwmon0 # pwd
/sys/class/hwmon/hwmon0
/sys/devices/virtual/hwmon/hwmon0 # ls
power        subsystem    temp1_input  uevent
/sys/devices/virtual/hwmon/hwmon0 # cat temp1_input 
41
/sys/devices/virtual/hwmon/hwmon0 # 

(1)在sysfs中可以看到/sys/class/hwmon/hwmon0文件夹，里面有temp1_input文件；
(2)读取temp1_input文件，里面是芯片的温度值；
(3)文件夹名字不一定是hwmon0，如果你注册了不止一个hwmon设备，文件夹名字有可能是hwmon0或者hwmon1，看你注册hwmon设备的先后顺序；

3、获取芯片温度驱动的思路分析

(1)向内核hwmon驱动框架注册我们的驱动，在hwmon类下面创建相应的设备；
(2)填充创建的hwmon类设备的设备属性，创建保存温度值的文件，指定文件的show方法；
(3)对海思芯片温度传感器相关的寄存器进行动态映射；
(4)初始化海思芯片温度相关的寄存器，包括设置温度检测模式为循环模式、循环检测周期、使能等；
(5)应用通过读取temp1_input文件获取温度，实际就是执行temp1_input文件的show方法；
(6)在show方法中，读取温度记录值寄存器的值，计算出温度值并返回；

4、芯片自带的温度传感器

5、寄存器功能描述

5.1、Tsensor控制寄存器

(1)温度检测模式：一般选择循环检测模式，不停的去检测温度；
(2)循环检测周期：当设置为循环检测模式时要设置，就是每隔多长时间去检测一次温度，注意单位是2ms；
(3)温度上/下溢值：往寄存器写入值，表示芯片温度超过这个值时会触发Tsensor 状态寄存器的温度上/下溢报警位。这几个寄存器的位不是直接写温度值，有换算关系，hisi3516dv300的数据手册没有明确写出，但是按照海思其他芯片推测，应该是(tsensor_uplimit -136)/793*165-40；

5.2、Tsensor 状态寄存器

(1)如果在Tsensor控制寄存器寄存器中设置了温度上/下溢值，则需要检测温度下溢告警位；
(2)其他的位不用也没什么影响，不设置也是可以正常工作；

5.3、Tsensor温度记录值寄存器

(1)总共有4个温度记录值寄存器，每个寄存器的bit位含义都是一样的；
(2)每个温度记录值寄存器都保存了两个温度值，分别保存在[9:0]和[25:16]bit位；
(3)Soc在4个温度记录值寄存器中保存了8个温度值，我们需要读出8个温度值来计算一个平均的温度值；
(4)温度计算公式：Temprature=(tsensor_result[0:1] -136)/793*165-40(单位：度);

6、芯片内部温度检测流程

步骤 1：设置 T-Sensor 采集模式 MISC_CTRL45[30]。
步骤 2：如果设置为循环采集模式，需设置循环采集周期 MISC_CTRL45[27:20]；如果设置为单次采集模式，可略过此步骤。循环采集周期计算公式为： T = N × 2(ms)，其中 N=MISC_CTRL45[27:20]。
步骤 3：使能 T-Sensor MISC_CTRL45[31]，开始温度采集
步骤 4：软件读取T-Sensor采集到的温度码（十六进制值）。单次采集模式下，只有 MISC_CTRL47[9:0]中记录的温度记录码0有效。
循环采集模式下，MISC_CTRL47[31:0]~MISC_CTRL50[31:0]记录了最近八次温度记录码 0~7，其中最新的温度记录值为温度记录码 0。
步骤 5：根据温度记录码计算出对应的温度值。Temprature=(T-Senso -136)/793*165-40(单位：度);

7、驱动源码分析

7.1、驱动的注册函数

static int hisi3516d_hwmon_init(void)
{
	int ret;

	//向hwmon驱动框架注册我们的驱动
	hisi3516d_hwmon_dev = hwmon_device_register(NULL);
	if(IS_ERR(hisi3516d_hwmon_dev)){
		
		printk(KERN_ERR "hwmod device register faild\n");
		ret = PTR_ERR((void *)hisi3516d_hwmon_dev);
		goto err_exit_3;
	}

	//填充hwmon驱动框架返回的设备，也就是创建设备下面的文件以及show、store方法
	ret = sysfs_create_group(&hisi3516d_hwmon_dev->kobj,
                                &hisi3516d_hwmon_attribute_group);
	if(ret){

		printk(KERN_ERR "create sysfs group faild\n");
		goto err_exit_2;
	}

	//映射芯片温度相关寄存器的地址
	ret = reg_remap();
	if(ret){
		printk(KERN_ERR "hi3559a hwmon ioremap faild\n");
		goto err_exit_1;
	}

	//初始化海思芯片的Tsensor寄存器
	hisi3516d_temp_init();

	return 0;
	
err_exit_1:
	sysfs_remove_group(&hisi3516d_hwmon_dev->kobj,&hisi3516d_hwmon_attribute_group);
err_exit_2:
	hwmon_device_unregister(hisi3516d_hwmon_dev);
err_exit_3:
	return ret;
	
}

module_init(hisi3516d_hwmon_init);

(1)向hwmon驱动框架注册我们的驱动，得到一个设备结构体；
(2)填充设备结构体，给设备创建文件以及show、store方法；
(3)映射芯片温度相关寄存器的地址，这里采用的动态映射；
(4)初始化海思芯片的Tsensor寄存器,设置温度检测模式为循环模式、循环检测周期、使能等;

7.2、驱动的卸载函数

static void hisi3516d_hwmon_exit(void)
{
	//解除寄存器的映射
	reg_unmap();
	
	//注销设备下的文件
	sysfs_remove_group(&hisi3516d_hwmon_dev->kobj,&hisi3516d_hwmon_attribute_group);
	
	//从hwmon驱动框架中注销驱动
	hwmon_device_unregister(hisi3516d_hwmon_dev);
}

module_exit(hisi3516d_hwmon_exit);

就是注册函数的逆过程，释放资源，删除sysfs中创建的文件，从hwmon驱动框架中注销驱动；

7.3、创建temp1_input文件

struct device *hisi3516d_hwmon_dev;

static SENSOR_DEVICE_ATTR(temp1_input, S_IRUGO, show_temp1_input, NULL, 0);

static struct attribute *hisi3516d_hwmon_attributes[] = {
	&sensor_dev_attr_temp1_input.dev_attr.attr,
	NULL,
};

static struct attribute_group hisi3516d_hwmon_attribute_group = {
	.attrs = hisi3516d_hwmon_attributes,
};

(1)hisi3516d_hwmon_attribute_group变量是用来创建设备下的文件以及文件show、store方法的；
(2)文件名字是temp1_input，show方法是show_temp1_input()函数；
(3)SENSOR_DEVICE_ATTR宏的分析参考博客：https://blog.csdn.net/weixin_42031299/article/details/124890370；

7.4、读取Tsensor寄存器温度的函数

static ssize_t show_temp1_input(struct device *dev,
		struct device_attribute *da, char *buf)
{
	volatile unsigned int reg_val = 0;
	unsigned int tmp_val = 0;
	int32_t temperature_val = 0;
	int32_t i = 0;

	//获取温度记录值寄存器0寄存器中保存的两个温度值
    reg_val = ioread32((void __iomem *)tsensorviraddr + T_SENSOR_RESULT0);
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        tmp_val = (reg_val >> (16*i)) & 0x3ff;
        temperature_val += (tmp_val - 136)/793*165 - 40;
    }

	//获取温度记录值寄存器1寄存器中保存的两个温度值
    reg_val = ioread32((void __iomem *)tsensorviraddr + T_SENSOR_RESULT1);
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        tmp_val = (reg_val >> (16*i)) & 0x3ff;
        temperature_val += (tmp_val - 136)/793*165 - 40;
    }

	//获取温度记录值寄存器2寄存器中保存的两个温度值
    reg_val = ioread32((void __iomem *)tsensorviraddr + T_SENSOR_RESULT2);
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        tmp_val = (reg_val >> (16*i)) & 0x3ff;
        temperature_val += (tmp_val - 136)/793*165 - 40;
    }

	//获取温度记录值寄存器3寄存器中保存的两个温度值
    reg_val = ioread32((void __iomem *)tsensorviraddr + T_SENSOR_RESULT3);
    for(i = 0; i < 2; i++)
    {
        tmp_val = (reg_val >> (16*i)) & 0x3ff;
        temperature_val += (tmp_val - 136)/793*165 - 40;
    }

	//温度值除以8，获取平均值
	temperature_val = temperature_val >> 3;
	
	sprintf(buf, "%d", temperature_val);
	return strlen(buf);
}

(1)tsensorviraddr：温度相关寄存器动态映射后得到的基地址；
(2)获取8个温度值，然后再返回温度的平均值；
(3)当我们用"cat /sys/class/hwmon/hwmon0/temp1_input"命令读取temp1_input文件时，驱动里就调用show_temp1_input()函数，这是temp1_input文件的show方法；

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