Linux设备驱动之——I2C总线

编程入门 行业动态 更新时间:2024-10-25 23:28:40

2  I2C子系统

2.1 LinuxI2C子系统架构

在内核中已经提供I2C子系统,所以在做I2C驱动之前,就必须要熟悉该子系统。


2.2 三大组成部分

1、I2C核心(i2c-core)

I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法,I2C通信方法(algorithm)上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。

2、I2C总线驱动(I2Cadapter/Algo driver)

I2C总线驱动是I2C适配器的软件实现,提供I2C适配器与从设备间完成数据通信的能力。

I2C总线驱动由i2c_adapter和i2c_algorithm来描述

3、I2C客户驱动程序(I2Cclient driver)

I2C客户驱动是对I2C从设备的软件实现,一个具体的I2C客户驱动包括两个部分:一部分是i2c_driver,用于将设备挂接于i2c总线;另一部分是设备本身的驱动。

I2C客户驱动程序由i2c_driver和i2c_client来描述

2.3 所有的I2C驱动代码位于drivers/i2c目录下

I2c-core.c    实现I2C核心的功能

I2c-dev.c     通用的从设备驱动

Chips       特定的I2C设备驱动

Busses      I2C适配器的驱动

Algos       实现了一些I2C总线适配器的algorithm

2.4 I2C驱动编写的两种方法

从上面的图我们可以看到两种编写驱动方法,一种是利用系统提供的i2c-dev.c来实现一个i2c适配器的设备文件,然后通过在应用层操作I2C适配器来控制I2C设备;另一种是为I2C从设备独立编写一个设备驱动,不需要i2c-dev.c文件。

2.5 重要的数据结构

每次分析子系统免不了分析它的数据结构,OK我们先来分析一下。

I2c_adapter结构体代表I2C总线控制器


struct i2c_adapter {     struct module *owner;     unsigned int class;       /*classes to allow probing for */      const struct i2c_algorithm*algo; /* 总线上数据传输的算法*/     void *algo_data;              /* algorithm 数据 */        int timeout;            /* injiffies */     int retries;             /* 重试次数 */      struct device dev;      /* the adapter device */        int nr;     char name[48];                 /* 适配器名字 */     struct pletion dev_released;   /* 用于同步 */  }; 

I2c_algorithm对应一套通信方法

[cpp] view plaincopy struct i2c_algorithm {      int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, intnum);     int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,                 unsigned short flags, charread_write,                 u8 mand, int size, unioni2c_smbus_data *data);      u32 (*functionality) (structi2c_adapter *);  }; 

Functionality 函数用于返回algorithm所支持的通信协议,比如I2C_FUNC_I2C,I2C_FUNC_10BIT_ADDR等。

Master_xfer   函数实现总线上数据传输,与具体的适配器有关

Master_xfer函数实现模板

[cpp] view plaincopy static int i2c_adapter_xxx_xfer(structi2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)  {     ......     for (i = 0; i < num; i++) {         i2c_adapter_xxx_start();         /*产生起始位*/         if (msgs[i]->flags & I2C_M_RD) {    /*读取*/             i2c_adapter_xxx_setaddr((msg->addr << 1) | 1);  /*发送从设备地址*/             i2c_adapter_xxx_wait_ack();   /*获得从设备的ACK*/  i2c_adapter_xxx_readbytes(msgs[i]->buf,msgs[i]->len);  /*读取len长度的数据到buf中*/         } else {             i2c_adapter_xxx_setaddr(msg->addr << 1);             i2c_adapter_xxx_wait_ack();             i2c_adapter_xxx_writebytes(msgs[i]->buf, msgs[i]->len);         }      }     i2c_adapter_xxx_stop(); /*产生停止位*/  } 

上面调用的函数用于完成适配器的底层硬件操作,与I2C适配器和CPU的具体硬件直接相关,需要由工程师根据芯片的数据手册来实现。在内核源码中,针对不同的I2C适配器都有master_xfer的实现,风格与模板不尽相同,但是可以用该模板作为参考来看源代码,受益匪浅。

I2c_driver代表I2C从设备驱动

[cpp] view plaincopy struct i2c_driver {           unsignedint class;              int(*attach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated; /*依附i2c适配器函数指针*/           int(*detach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated;/*脱离i2c适配器函数指针*/              int (*probe)(struct i2c_client*, const struct i2c_device_id *);           int (*remove)(struct i2c_client*);              int(*suspend)(struct i2c_client *, pm_message_t mesg);           int(*resume)(struct i2c_client *);           void(*alert)(struct i2c_client *, unsigned int data);           int(*mand)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg);              struct device_driver driver;           const struct i2c_device_id*id_table;  /* 该驱动所支持的设备ID表 */              /*Device detection callback for automatic device creation */           int(*detect)(struct i2c_client *, struct i2c_board_info *);           constunsigned short *address_list;           structlist_head clients;  }; 

在新内核中,attach_adapter和detach_adapter已经被probe和remove取代

Id_table用于i2c_driver和i2c_client的匹配

I2c_client代表I2C从设备

[cpp] view plaincopy struct i2c_client {  unsigned short flags;                 /*I2C_CLIENT_TEN:使用10位从地址,I2C_CLIENT_PEC:使用SMBus包错误检测*/           unsignedshort addr;                 /* chipaddress - NOTE: 7bit    */           charname[I2C_NAME_SIZE];           struct i2c_adapter *adapter; /* 依附的i2c_adapter   */           struct i2c_driver *driver;         /* 依附的i2c_driver*/           structdevice dev;             /* the devicestructure             */           intirq;                         /* irq issuedby device               */           structlist_head detected;  }; 


2.6 核心层提供的接口函数

1、  增加/删除I2C适配器

int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)

int i2c_del_adapter(struct i2c_adapter *adap)

[cpp] view plaincopy    static int i2c_register_adapter(struct i2c_adapter *adap)  {  res = device_register(&adap->dev);     if (adap->nr <__i2c_first_dynamic_bus_num)             i2c_scan_static_board_info(adap);     bus_for_each_drv(&i2c_bus_type, NULL, adap, __process_new_adapter);  } 

Device_register(&adap->dev)  向I2C总线注册一个adapter设备

i2c_scan_static_board_info(adap)   注册所有已知的i2c_client

2、  增加/删除I2C从设备驱动

[cpp] view plaincopy int i2c_add_driver(struct i2c_driver *driver)  void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)     inti2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)  {     /* add the driver to the list of i2c drivers inthe driver core */  driver->driver.owner = owner;  driver->driver.bus = &i2c_bus_type;     res = driver_register(&driver->driver);     /* Walk the adapters that are already present*/  i2c_for_each_dev(driver, __process_new_driver);  } 

driver_register(&driver->driver)   向I2C总线注册一个i2c_driver

3、  i2c传输,发送和接收

[cpp] view plaincopy int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg*msgs, int num)  int i2c_master_send(const struct i2c_client *client, constchar *buf, int count)  int i2c_master_recv(const struct i2c_client *client, char*buf, int count)     int i2c_transfer(structi2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)  {  if (adap->algo->master_xfer) {             for (ret = 0, try = 0; try <=adap->retries; try++) {                      ret = adap->algo->master_xfer(adap, msgs,num);             }  }  } 

最终会调用到适配器实现的master_xfer函数来完成数据传输工作

3  i2c-dev

3.1 概述

之前在介绍I2C子系统时,提到过使用i2c-dev.c文件在应用程序中实现我们的I2C从设备驱动。不过,它实现的是一个虚拟,临时的i2c_client,随着设备文件的打开而产生,并随着设备文件的关闭而撤销。I2c-dev.c针对每个I2C适配器生成一个主设备号为89的设备文件,实现了i2c_driver的成员函数以及文件操作接口,所以i2c-dev.c的主题是”i2c_driver成员函数+字符设备驱动”。

3.2 i2c-dev.c源码分析

初始化模块

[cpp] view plaincopy static int __init i2c_dev_init(void)  {           res= register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops);              i2c_dev_class= class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");              /*Keep track of adapters which will be added or removed later */           res= bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);              /*绑定已经存在的适配器 */           i2c_for_each_dev(NULL,i2cdev_attach_adapter);  } 

I2c-dev初始化函数主要做了注册名为”i2c”的字符设备文件和”i2c-dev”的类

i2cdev_read和i2cdev_write

I2c-dev.c中实现的i2cdev_read和i2cdev_write函数不具有太强的通用性,只适合下面这种单开始信号情况:


而不适合多开始信号的情况:


所以我们经常会使用i2cdev_ioctl函数的I2C_RDWR,在分析i2cdev_ioctl函数之前,我们需要了解一个结构体:

[cpp] view plaincopy /* This is the structure as used in theI2C_RDWR ioctl call */  struct i2c_rdwr_ioctl_data {           structi2c_msg __user *msgs;         /* pointersto i2c_msgs */           __u32nmsgs;                    /* number ofi2c_msgs */  }; 

Msgs     表示单个开始信号传递的数据;

Nmsgs     表示有多少个msgs,比如上图,单开始信号时,nmsgs等于1;多开始信号时,nmsgs等于2

[cpp] view plaincopy struct i2c_msg {           __u16addr;     /* slave address                         */           __u16flags;  /* 默认为写入 */  #define I2C_M_TEN                  0x0010     /*this is a ten bit chip address */  #define I2C_M_RD           0x0001     /* read data,from slave to master */  #define I2C_M_NOSTART                  0x4000     /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  #define I2C_M_REV_DIR_ADDR     0x2000     /*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  #define I2C_M_IGNORE_NAK          0x1000     /*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  #define I2C_M_NO_RD_ACK           0x0800     /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  #define I2C_M_RECV_LEN               0x0400     /* length will be first received byte */           __u16len;                  /* msg length                              */           __u8*buf;                 /* pointer to msgdata                       */  }; 

使用i2cdev_ioctl函数的I2C_RDWR指令会调用到i2cdev_ioctl_rdrw函数:

[cpp] view plaincopy static noinline inti2cdev_ioctl_rdrw(struct i2c_client *client,                     unsignedlong arg)  {           structi2c_rdwr_ioctl_data rdwr_arg;           structi2c_msg *rdwr_pa;           u8__user **data_ptrs;           inti, res;              if(copy_from_user(&rdwr_arg,                                 (struct i2c_rdwr_ioctl_data __user *)arg,                                 sizeof(rdwr_arg)))                     return-EFAULT;              if(rdwr_arg.nmsgs > I2C_RDRW_IOCTL_MAX_MSGS)                     return-EINVAL;              rdwr_pa= kmalloc(rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg), GFP_KERNEL);              if(copy_from_user(rdwr_pa, rdwr_arg.msgs,                                 rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg))) {                     kfree(rdwr_pa);                     return-EFAULT;           }              res= i2c_transfer(client->adapter, rdwr_pa, rdwr_arg.nmsgs);           while(i-- > 0) {                     if(res >= 0 && (rdwr_pa[i].flags & I2C_M_RD)) {                              if(copy_to_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].buf,                                                  rdwr_pa[i].len))                                       res= -EFAULT;                     }                     kfree(rdwr_pa[i].buf);           }  } 

咋一看,还挺复杂,其实主要做了一件事情:把用户空间传递过来的i2c_rdwr_ioctl_data数据进行错误检查,然后调用i2c_transfer函数与适配器进行通信,如果是接收数据,代码会将访问到的数据传回i2c_rdwr_ioctl_data的buf中。I2c_transfer最终会调用到I2C适配器具体实现的master_xfer函数来与硬件进行通信。

3.3 eeprom实例

预备知识

使用的mini2440开发板,eeprom的地址为0x50,实验完成一个数据的读写,先看下读写时序

AT24C08任意地址字节写的时序:


AT24C08任意地址字节写的时序:


下面的代码可以按照上面的两个图来阅读:

[cpp] view plaincopy #include <stdio.h>  #include <linux/types.h>  #include <ftl.h>  #include <unistd.h>  #include <stdlib.h>  #include <sys/types.h>  #include <sys/ioctl.h>  #include <errno.h>  #include <assert.h>  #include <string.h>  #include <linux/i2c.h>  #include <linux/i2c-dev.h>     int main()  {           intfd, ret;           unsignedchar rdwr_addr = 0x42;   /* e2prom 读写地址 */           unsignedchar device_addr = 0x50; /* e2prom 设备地址 */           unsignedchar data = 0x12;  /* 向e2prom写的数据 */           structi2c_rdwr_ioctl_data e2prom_data;              fd= open("/dev/i2c/0", O_RDWR);           if(fd < 0) {                     perror("openerror");                     exit(1);           }              e2prom_data.msgs= (struct i2c_msg *)malloc(e2prom_data.nmsgs * \                                                 sizeof(structi2c_msg));           if(e2prom_data.msgs == NULL) {                     perror("mallocerror");                     exit(1);           }              ioctl(fd,I2C_TIMEOUT, 1); /* 设置超时 */           ioctl(fd,I2C_RETRIES, 2); /* 设置重试次数 */                        /*向e2prom的rdwr_addr地址写入数据data*/           e2prom_data.nmsgs= 1;           e2prom_data.msgs[0].len= 2;           e2prom_data.msgs[0].addr= device_addr;           e2prom_data.msgs[0].flags= 0;     /* write */                        e2prom_data.msgs[0].buf= (unsigned char *)malloc(2);           e2prom_data.msgs[0].buf[0]= rdwr_addr;    /* write address */           e2prom_data.msgs[0].buf[1]= data;      /* write data */              ret= ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data);           if(ret < 0) {                     perror("writedata error");                     exit(1);           }           printf("writedata: %d to address: %#x\n", data, rdwr_addr);           data= 0;  /* be zero*/                 /*从e2prom的rdwr_addr地址读取数据存入buf*/           e2prom_data.nmsgs= 2;           e2prom_data.msgs[0].len= 1;           e2prom_data.msgs[0].addr= device_addr;  //      e2prom_data.msgs[0].flags= 0;     /* write */           e2prom_data.msgs[0].buf= &rdwr_addr;              e2prom_data.msgs[1].len= 1;           e2prom_data.msgs[1].addr= device_addr;           e2prom_data.msgs[1].flags= 1;     /* read */           e2prom_data.msgs[1].buf= &data;              ret= ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data);           if(ret < 0) {                     perror("readerror");                     exit(1);           }           printf("read  data: %d from address: %#x\n", data,rdwr_addr);                     free(e2prom_data.msgs);           close(fd);              return0;  } 

4 总线驱动

4.1 概述

I2C总线驱动是I2C适配器的软件实现,提供I2C适配器与从设备间完成数据通信的能力,比如起始,停止,应答信号和master_xfer的实现函数。

I2C总线驱动由i2c_adapter和i2c_algorithm来描述

4.2 S3c2440I2C控制器的硬件描述

S3c2440处理器内部集成了一个I2C控制器,通过四个寄存器来进行控制:

IICCON     I2C控制寄存器

IICSTAT     I2C状态寄存器

IICDS       I2C收发数据移位寄存器

IICADD     I2C地址寄存器

通过IICCON,IICDS,IICADD寄存器操作,可在I2C总线上产生开始位、停止位、数据和地址,而传输的状态则通过IICSTAT寄存器来获取。

4.3 i2c-s3c2410总线驱动分析(platform_driver)

I2C总线驱动代码在drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c,这个代码同样支持s3c2410,s3c6410,s5pc110等Samsung 系列的芯片。

初始化模块和卸载模块

[cpp] view plaincopy static int __init i2c_adap_s3c_init(void)  {           returnplatform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);  }     static void __exit i2c_adap_s3c_exit(void)  {           platform_driver_unregister(&s3c24xx_i2c_driver);  } 

总线驱动是基于platform来实现的,很符合设备驱动模型的思想。

[cpp] view plaincopy static struct platform_drivers3c24xx_i2c_driver = {           .probe                = s3c24xx_i2c_probe,           .remove            = s3c24xx_i2c_remove,           .id_table  = s3c24xx_driver_ids,           .driver                = {                     .owner     = THIS_MODULE,                     .name       = "s3c-i2c",                     .pm  = S3C24XX_DEV_PM_OPS,                     .of_match_table= s3c24xx_i2c_match,           },  }; 

s3c24xx_i2c_probe函数

当调用platform_driver_register函数注册platform_driver结构体时,如果platformdevice 和 platform driver匹配成功后,会调用probe函数,来初始化适配器硬件。

[cpp] view plaincopy static int s3c24xx_i2c_probe(structplatform_device *pdev)  {           ……           /*初始化适配器信息 */           strlcpy(i2c->adap.name,"s3c2410-i2c", sizeof(i2c->adap.name));           i2c->adap.owner   = THIS_MODULE;           i2c->adap.algo    = &s3c24xx_i2c_algorithm;           i2c->adap.retries= 2;           i2c->adap.class   = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD;           i2c->tx_setup     = 50;              /*初始化自旋锁和等待队列头 */           spin_lock_init(&i2c->lock);           init_waitqueue_head(&i2c->wait);              /*映射寄存器 */           res= platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);           i2c->ioarea= request_mem_region(res->start, resource_size(res),                                                  pdev->name);           i2c->regs= ioremap(res->start, resource_size(res));              /*设置I2C核心需要的信息 */           i2c->adap.algo_data= i2c;           i2c->adap.dev.parent= &pdev->dev;              /*初始化I2C控制器 */           ret= s3c24xx_i2c_init(i2c);              /*申请中断 */           i2c->irq= ret = platform_get_irq(pdev, 0);           ret= request_irq(i2c->irq, s3c24xx_i2c_irq, 0,                                dev_name(&pdev->dev), i2c);        /* 注册I2C适配器 */           ret= i2c_add_numbered_adapter(&i2c->adap);           ……  } 

Probe主要工作是时能硬件并申请I2C适配器使用的IO地址,中断号等,然后向I2C核心添加这个适配器。I2c_adapter注册过程i2c_add_numbered_adapter->i2c_register_adapter

I2C总线通信方法

[cpp] view plaincopy static const struct i2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm = {           .master_xfer             = s3c24xx_i2c_xfer,           .functionality             = s3c24xx_i2c_func,  }; 

s3c24xx_i2c_xfer函数是总线通信方式的具体实现,依赖于s3c24xx_i2c_doxfer和s3c24xx_i2c_message_start两个函数;

[cpp] view plaincopy static int s3c24xx_i2c_doxfer(structs3c24xx_i2c *i2c,                                    struct i2c_msg *msgs, int num)  {           ret =s3c24xx_i2c_set_master(i2c);              i2c->msg     = msgs;           i2c->msg_num= num;           i2c->msg_ptr= 0;           i2c->msg_idx= 0;           i2c->state   = STATE_START;              s3c24xx_i2c_message_start(i2c,msgs);  } 

首先设置s3c I2C设备器为主设备,然后调用s3c24xx_i2c_message_start函数启动I2C消息传输。

s3c24xx_i2c_func函数返回适配器所支持的通信功能。

4.4 适配器的设备资源(platform_device)

S3c2440的I2C总线驱动是基于platform来实现,前面我们分析了platformdriver部分,再来看下platform device部分。

在arch/arm/plat-samsung/dev-i2c0.c文件中定义了platform_device结构体以及I2C控制器的资源信息:

[cpp] view plaincopy static struct resource s3c_i2c_resource[] ={           [0]= {                     .start= S3C_PA_IIC,                     .end   = S3C_PA_IIC + SZ_4K - 1,                     .flags= IORESOURCE_MEM,           },           [1]= {                     .start= IRQ_IIC,                    .end  = IRQ_IIC,                     .flags= IORESOURCE_IRQ,           },  };     struct platform_device s3c_device_i2c0 = {           .name                 = "s3c2410-i2c",   /* 设备名 */  #ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1           .id               = 0,  #else           .id               = -1,  #endif           .num_resources         =ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),           .resource   =s3c_i2c_resource,  };     struct s3c2410_platform_i2cdefault_i2c_data __initdata = {           .flags                  = 0,           .slave_addr      = 0x10,  /* I2C适配器的地址 */           .frequency        = 100*1000,  /* 总线频率 */           .sda_delay        = 100,   /* SDA边沿延迟时间ns */  };     void __init s3c_i2c0_set_platdata(structs3c2410_platform_i2c *pd)  {           structs3c2410_platform_i2c *npd;              if(!pd)                     pd= &default_i2c_data;              npd= s3c_set_platdata(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c),                                     &s3c_device_i2c0);              if(!npd->cfg_gpio)                     npd->cfg_gpio= s3c_i2c0_cfg_gpio;  } 

在板文件中把platform_device注册进内核:

[cpp] view plaincopy static struct platform_device*mini2440_devices[] __initdata = {           ……           &s3c_device_i2c0,  ……  }; 

调用s3c_i2c0_set_platdata 函数把适配器具体的数据赋值给dev.platform_data:

[cpp] view plaincopy static void __init mini2440_init(void)  {           ……  s3c_i2c0_set_platdata(NULL);  } 

I2C总线驱动就分析到这里。

5 客户驱动

5.1 概述

I2C客户驱动是对I2C从设备的实现,一个具体的I2C客户驱动包括两个部分:一部分是i2c_driver,用于将设备挂接于i2c总线;另一部分是设备本身的驱动。

I2C客户驱动程序主要由i2c_driver和i2c_client来描述。

5.2 实例源码分析

好了,我们来深入了解客户驱动代码的实现,drivers/misc/eeprom/at24.c文件支持大多数I2C接口的eeprom

I2c_driver实现

[cpp] view plaincopy static struct i2c_driver at24_driver = {           .driver= {                     .name= "at24",                     .owner= THIS_MODULE,           },           .probe= at24_probe,  /* 当i2c_client和i2c_driver匹配时调用 */           .remove= __devexit_p(at24_remove), /* 注销时调用 */           .id_table= at24_ids,   /* i2c_driver支持的i2c_client类型 */  }; 

初始化和卸载

[cpp] view plaincopy static int __init at24_init(void)  {           returni2c_add_driver(&at24_driver);  }     static void __exit at24_exit(void)  {           i2c_del_driver(&at24_driver);  } 

At24_Probe函数

[cpp] view plaincopy static int at24_probe(struct i2c_client*client, const struct i2c_device_id *id)  {           ……                     /*           * Export the EEPROM bytes through sysfs, sincethat's convenient.           * By default, only root should see the data(maybe passwords etc)           */           sysfs_bin_attr_init(&at24->bin);           at24->bin.attr.name= "eeprom";           at24->bin.attr.mode= chip.flags & AT24_FLAG_IRUGO ? S_IRUGO : S_IRUSR;           at24->bin.read= at24_bin_read;           at24->bin.size= chip.byte_len;              at24->ma.read= at24_ma_read;          writable = !(chip.flags &AT24_FLAG_READONLY);           if(writable) {                     if(!use_smbus || i2c_check_functionality(client->adapter,                                       I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_I2C_BLOCK)){                                 unsignedwrite_max = chip.page_size;                                 at24->ma.write= at24_ma_write;                                 at24->bin.write= at24_bin_write;                              at24->bin.attr.mode|= S_IWUSR;                              ……           }  ……            err = sysfs_create_bin_file(&client->dev.kobj,&at24->bin);           if(err)                     gotoerr_clients;              i2c_set_clientdata(client,at24);           ……  } 

Probe函数主要的工作是在sys目录下创建bin节点文件,用户可以同此节点文件来操作eeprom,并提供操作方法(read,write)

5.3  I2c_client实现

At24c不依赖于具体的CPU和I2C控制器硬件特性,因此如果电路板包含该外设,只需要添加对应的i2c_board_info,下面是at24c08 i2c_client在板文件中的实现:

[cpp] view plaincopy static struct at24_platform_data at24c08 ={           .byte_len = SZ_8K / 8,   /* eeprom的存储大小,单位Byte */           .page_size        = 16,      /* 页大小 Byte */  };     static struct i2c_board_infomini2440_i2c_devs[] __initdata = {           {                     I2C_BOARD_INFO("24c08",0x50),          /* 24c08设备名,0x50设备地址 */                     .platform_data= &at24c08,              /* 赋值给client->dev->platform_data */           },  };  static void __init mini2440_init(void)  {           ……           i2c_register_board_info(0,mini2440_i2c_devs,    /* busnum = 0,busnum是适配器编号,用来识别从设备使用的哪个适配器 */                                       ARRAY_SIZE(mini2440_i2c_devs));           ……  } 

I2c_register_board_info函数会把I2C从设备硬件特性信息注册到全局链表__i2c_board_list,在调用i2c_add_adapter函数时,会遍历__i2c_board_list获得从设备信息来构造i2c_client。

I2c_client的构建

我们调用I2c_register_board_info函数会把I2C从设备硬件特性信息注册到全局链表__i2c_board_list,但是还没有构建出一个i2c_client结构体,也没有注册进I2C总线。我们来分析一下构造的过程,调用i2c_add_adapter函数时,会遍历__i2c_board_list获得从设备信息来构造i2c_client:i2c_register_adapter()->i2c_scan_static_board_info()->i2c_new_device()->device_register()。

5.4  I2c_driver和i2c_client的match

在调用i2c_add_driver注册i2c_driver和构建i2c_client时,都会调用i2c bus中注册的i2c_device_match()->i2c_match_id()函数通过i2c_driver->id_table->name和client->name来匹配

[cpp] view plaincopy static const struct i2c_device_id*i2c_match_id(const struct i2c_device_id *id,                                                          conststruct i2c_client *client)  {           while(id->name[0]) {                     if(strcmp(client->name, id->name) == 0)                              returnid;                     id++;           }           returnNULL;  } 

5.5 测试

已在mini2440上实验成功,在/sys/bus/i2c/devices/0-0050/目录下(50代表从设备地址)会产生一个eeprom文件,这个文件相当于是硬件设备eeprom的映射,我们可以像普通文件一样对eeprom文件进行操作,实质上就是就硬件eeprom的操作。重启开发板,你会发现对eeprom文件修改过的内容不会改变,这就证明实验成功了,要知道sys文件系统是无法对数据保存的。

6 总结

下图根据之前的分析丰富的架构图


Tips:I2C适配器驱动不一定是基于platform实现,这里是以s3c-i2c为例。

I2c_driver、i2c_client与i2c_adapter

I2c_driver与i2c_client是一对多的关系,一个i2c_driver上可以支持多个同等类型的i2c_client。调用i2c_add_driver函数将I2c_driver注册到I2C总线上,调用i2c_register_board_info函数将i2c_client注册到全局链表__i2c_board_list。当调用i2c_add_adapter注册适配器时,遍历__i2c_board_list链表,i2c_register_adapter()->i2c_scan_static_board_info()->i2c_new_device()会构建i2c_client结构。当调用i2c_add_driver时,会先注册i2c_driver到I2C总线上,然后调用I2C BUS注册的match函数进行匹配,如果匹配成功,则先调用I2C BUS中注册的probe函数,在调用i2c_driver中实现的probe函数,完成相应的工作。


转载:blog.csdn.net/column/details/i2c-subsystem.html


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