上一章我们介绍了iio子系统中的iio event模块，本章我们将介绍iio buffer模块，iio buffer主要用于连续数据采集与缓存功能。IIO buffer模块借助IIO DEVICE字符设备文件与应用程序通信，同时借助iio trigger模块与iio device进行交互，因此本章内容分为如下几部分：

一、 IIO DEVICE字符设备文件操作接口

 

二、iio buffer相关数据结构

 

三、IIO trigger-buffer介绍

 

四、IIO buffer相关接口说明

 

一、 IIO DEVICE字符设备文件操作接口

   在IIO 子系统中，每一个IIO DEVICE均会创建一个字符设备文件，名称为/dev/iio:deviceX,该字符设备文件节点在iio_device_register中调用cdev_init、cdev_add完成字符设备文件节点的创建，且文件操作接口为iio_buffer_fileops（而借助sysfs的kobject uevent，则会将cdev add的信息发送给应用程序，应用层的mdev/udev接收到cdev add的uevent之后，则会调用mknod完成字符设备文件节点的创建，详细内容可参考我之前写的字符设备文件专栏的内容LINUX字符设备驱动模块分析（一）相应的驱动模型分析）。

而/dev/iio:deviceX主要实现两个功能：

1. 用于读取iio device缓存的已采集数据，从而让应用程序对采集的数据进行分析；
2. 借助该字符设备文件的ioctl接口，实现匿名iio event fd的创建，从而让应用程序借助select/epoll监控该匿名文件是否有event信息可读；

 

        如下即是/dev/iio:deviceX的访问流程，应用程序通过open/read/poll/ioctl接口则会调用内核中VFS提供的操作接口，最终则调用iio_buffer_fileops中定义的接口。

 

 

iio_buffer_fileops的定义如下

 

 

二、iio buffer相关数据结构

 

struct iio_buffer与struct iio_buffer_setup_ops

     iio_buffer主要是用于存储连续采集数据的缓存，其主要包括两个主要的数据结构struct iio_buffer、struct iio_buffer_access_func（其实是三个数据结构，还有数据结构struct iio_kfifo，其内部包含struct iio_buffer类型变量和struct kfifo类型变量用于缓存数据）。

针对struct iio_buffer主要包括如下几个方面的内容：

1. iio_buffer缓存数据的个数（即length）；
2. iio_buffer每一次采集数据的长度（bytes_per_datum，而bytes_per_datum*length即为kfifo存储数据的内存空间大小）；
3. Scan_el_dev_attr_list主要用于将所有iio_buffer子模块创建的属性变量集合在一起（iio_buffer）；
4. scan_el_attrs存储各设备驱动自行定义的静态属性（生成的属性文件在scan_elements子目录下）；
5. attrs也是存储存储各设备驱动自行定义的静态属性（该变量定义的属性文件在buffer子目录下）；
6. buffer_group、scan_el_group包含iio buffer子模块下所有属性，其中buffer_group里的属性均在buffer子目录下创建对应的属性文件；scan_el_group里的属性均在scan_elements子目录下创建对应的属性文件；
7. pollq为等待队列，主要为iio device的字符设备文件使用（该字符设备文件对应的读接口和poll接口使用，当buffer中不存在数据时则sleep在该等待队列中）；
8. watermark为缓存多少个数据后，唤醒pollq（实际内存空间大小为watermark*bytes_per_datum）。

 

 

   针对struct iio_buffer_access_funcs则是该iio_buffer对应的缓存空间的访问访问，目前使用kfifo缓存数据，则其访问方法为iio_store_to_kfifo、iio_read_first_n_kfifo等，主要是将数据存储至kfifo或从kfifo中取出缓存数据等

 

 

三、IIO trigger-buffer介绍

   借助于IIO trigger机制，iio-device在数据可读时，将数据push 到iio buffer子模块的缓存中，实现缓存连续采集的数据。如下图所示，即为iio trigger-buffer的实现机制，其中红线部分即是iio trigger的部分，而右边黄线部分则是iio buffer的部分。具体说明如下：

1. 实现iio trigger的注册，该iio trigger 可支持多个consumer（此处的consumer即为iio buffer），而iio trigger主要是借助其内部实现的虚拟中断控制器，从而实现支持多个consumer；而iio trigger需要与iio device进行绑定，仅在iio device与iio trigger绑定后，iio device driver则可以通过监控iio device触发事件（如中断），然后调用iio_trigger_poll接口，该接口调度所有虚拟中断对应的中断处理函数（即调用iio trigger consumer提供的中断处理接口，而在该中断处理接口中从iio device中读取数据，并调用iio_push_to_buffer，将数据push到iio buffer的kfifo中；
2. 而应用程序则通过iio buffer 字符设备文件接口，从iio buffer的kfifo中读取采集的数据信息。）

借助以上的信息，则实现了iio trigger与iio buffer的结合，并实现iio device 采集数据的缓存与读取操作。

 

 

四、IIO buffer相关接口说明

iio trigger与iiobuffer关联接口

主要提供接口iio_triggered_buffer_setup用于实现该功能，该接口实现的功能主要包括：

1. 申请iio buffer类型的变量，同时完成iio_dev->pollfunc的定义（struct iio_poll_func*类型的变量，该变量主要包含iio trigger内部虚拟中断处理接口的赋值、申请的虚拟中断id等）;

 

 

 

1. 完成iio_dev->setup_ops的赋值（即struct iio_buffer_setup_ops*类型的变量，该数据结构主要用于实现iio buffer与iiotrigger的绑定与解绑接口，一般使用iio buffer实现的默认变量iio_triggered_buffer_setup_ops）， iio_triggered_buffer_setup_ops的定义如下。
   1. 其中iio_triggered_buffer_postenable则实现iio trigger与iio buffer的绑定，即通过调用iio_trigger_attach_poll_func接口从iio trigger中申请一个虚拟的irq，并完成该irq的中断处理函数的设置；当iio device调用iio_trigger_poll接口将触发信息发送给iio trigger时，iio trigger则会触发所有虚拟中断处理接口，由各中断的中断处理函数从iio device中进行数据的采集，并调用iio_push_buffer接口，将采集的数据push到iio buffer的kfifo中。
   2. 而iio_triggered_buffer_predisable则解除iio trigger与iio buffer的绑定，即free申请的虚拟irq。

static const struct iio_buffer_setup_ops iio_triggered_buffer_setup_ops = {.postenable = &iio_triggered_buffer_postenable,.predisable = &iio_triggered_buffer_predisable,};

 

 

iio buffer相关的sysfs属性文件创建接口

      iio_buffer_alloc_sysfs_and_mask接口用于实现iio buffer相关sysfs属性文件的创建，其中创建两类sysfs属性文件：

1. iio buffer使能、iio kfifo长度、应用程序可读取数据的最小等待个数，主要是在/sys/bus/iio/devices/iio:deviceX目录下创建子目录buffer，该子目录下创建三个属性文件，分别为enable、length、watermark；
   1. 其中enable用于实现iio buffer使能的设置及查看，当通过该文件使能iio buffer时，则完成iio buffer的kfifo大小申请、单次采集数据大小更新、已使能的采集通道数据等更新，并最终调用iio_buffer_setup_ops->postenable接口，实现iio trigger与iio buffer的绑定；
   2. length主要设置iio buffer的kfifo的容量大小；
   3. watermark则主要修改应用程序一次可读取数据的最小等待个数，当buffer中存储的数据个数超过该值后，则在poll接口iio_buffer_poll中标记该文件可读（epoll、select监控该标记）；
2. iio buffer相关的采集通道的使能与否相关的sysfs属性文件，主要是在/sys/bus/iio/devices/iio:deviceX目录下创建子目录scan_elements，创建采集通道使能属性文件、采集数据的格式、采集通道的index等，如本专栏实现的虚拟温度芯片（virt0824型号），为两个通道创建了采集通道使能相关的属性文件，如下图所示：

 

      scan_elements目录下的属性文件，则主要是根据iio device driver中定义的struct iio_chan_spec类型变量进行创建，上面的文件主要是根据下面的定义进行创建的（如下蓝色阴影部分，定义了scan index的值、scan type，其中scan index即对应io_tempX_index,而in_tempX_type则主要为scan_type定义的值，这两个属性文件的属性为只读属性）：

 

此处以该device为例，说明如何开启iio buffer，主要分为如下几步：

1. 使能采集通道：

echo 1 >scan_elements/in_temp0_en

1. 设置iio buffer kfifo长度

echo 16 > buffer/length

1. 设置iio buffer watermark

echo 2 > buffer/watermark

1. 使能iio buffer

echo 1 > buffer/enable

执行以上各步骤，即可完成iio buffer的使能，现在我们让virt0824xinp触发两次中断，从而触发iio-

trigger-buffer进行数据的采集

然后执行如下命令，看获取到采集数据：

 

 

      以上即是iio buffer的主要功能，主要说明了iio trigger与iio buffer的绑定部分、iio buffer字符设备文件访问流程、iio buffer相关sysfs属性文件的定义及使用过程。下一章我们分析iio device的注册流程。