Linux I2C驱动（2）

1.Linux I2C驱动流程

①提供I2C适配器的硬件驱动，探测、初始化I2C适配器（申请I2C的地址中断号等），驱动CPU控制的I2C适配器从硬件上产生各种信号以及处理I2C中断等

②提供I2C适配器的algorithm，用具体适配器的xxx_xfer（）函数填充i2c_algorithm的master_xfer指针，并把i2c_algorithm指针赋值给i2c_adapter的algo指针

③实现I2C设备驱动与i2c_driver接口，用具体设备yyy的yyy_attach_adapter()函数指针、yyy_detach_client()函数指针和yyy_command()函数指针的赋值给i2c_driver的attach_adapter、datach_adapter和datach_client指针。

④实现i2c设备驱动的文件操作接口，即实现具体设备yyy的yyy_read()、yyy_write()和yyy_ioctl()等。

2.I2C总线驱动

(1)I2C适配器驱动加载:

  ①初始化I2C适配器所使用的硬件资源，如申请I/O地址，中断号等。

  ②通过i2c_add_adapter()添加i2c_adapter的数据结构，当然这个i2c_adapter数据机构以及被xxx适配器的相应函数指针所初始化。

(2)I2C适配器驱动卸载:

  ①释放i2c适配器所使用的硬件资源，如释放I/O地址，中断号等。

  ②通过i2c_del_adapter()删除i2c_adapter的数据机构

static int __init i2c_adapter_xxx_init(void)
{
    Xxx_adapter_hw_init();
    i2c_add_adapter(&xxx_adapter);
}
static void __exit i2c_adapter_xxx_exit(void)
{
    xxx_adapter_hw_free();
    i2c_del_adapter(&xxx_adapter);
}

I2C总线通信方法，i2c_algorithm的master_xfer()和functionality()函数。

Functionality()函数非常简单，用于返回algorithm所支持的通信协议，如I2C_FUNC_I2C,I2C_FUNC_10BIT_ADDR,I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE

master_xfer()函数的I2C适配器上完成传递给它的i2c_msg数组中的每个i2c消息，是真正操作硬件的函数。

3.I2C设备驱动

主要使用两个文件结构i2c_driver和i2c_client，填充其中成员，并添加到总线上。I2c_client一般被包含在设备的私有信息结构体上，而i2c_driver一般被定义为全局变量并初始化。

/* This is the driver that will be inserted */
static struct i2c_driver msg213x_ts_driver = {
    .driver = {
        .name    = "msg213x_ts",
    },
    .id        = I2C_DRIVERID_MSG213X,
    .attach_adapter    = msg213x_ts_attach_adapter,
    .detach_client    = msg213x_ts_detach_client,
    .command = msg213x_ts_command,
};

(1)I2C设备驱动的模块加载

  ①通过register_chrdev()注册包含I2C的字符设备

  ②通过I2C核心的i2c_add_driver()函数添加i2c_driver

(2)I2C设备驱动的模块卸载

  ①通过I2C核心的i2c_del_driver()函数添加i2c_driver

  ②通过unregister_chrdev()函数注销字符设备

i2c_driver成员函数，当i2c_add_driver(&yyy_driver)执行的时候会引发i2c_driver结构体中的yyy_attach_adapter()函数的执行，可以在yyy_attach_adapter()函数里探测物理设备，为了实现探测，yyy_attach_adapter()也只需简单的调用i2c_probe()函数

static int msg213x_ts_attach_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
{
    return i2c_probe(adapter, &addr_data, msg213x_ts_detect);
}

第一个参数adapter是适配器指针，第二个参数是要探测的地址，第三个参数是探测函数。

关于探测地址，我手头2.6.21版内核数据结构定义如下

int i2c_probe(struct i2c_adapter *adapter,
          struct i2c_client_address_data *address_data,
     int (*found_proc) (struct i2c_adapter *, int, int))

struct i2c_client_address_data {
    unsigned short *normal_i2c;
    unsigned short *probe;
    unsigned short *ignore;
    unsigned short **forces;
};

我直接用全局参数&addr_data，并且在本文件有如下变量

static unsigned short normal_i2c[] = { 0x26,I2C_CLIENT_END };

适配器可以正确访问0x26设备，这个地址如何定义的，我没想明白。

i2c_probe()函数引发msg213x_ts_detect()的调用，可以在msg213x_ts_detect()中初始化i2c_client。

/* This function is called by i2c_probe */
static int msg213x_ts_detect(struct i2c_adapter *adapter, int address, int kind)
{
    struct i2c_client *new_client;
    struct msg213x_ts_data *data;
    struct input_dev *input;
    int err = 0;

    if (!i2c_check_functionality(adapter, I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE_DATA
                     | I2C_FUNC_SMBUS_BYTE))
        goto exit;

    if (!(data = kzalloc(sizeof(struct msg213x_ts_data), GFP_KERNEL))) {
        err = -ENOMEM;
        goto exit;
    }

    new_client = &data->client;
    //memset(data->data, 0xff, EEPROM_SIZE);
    i2c_set_clientdata(new_client, data);
    new_client->addr = address;
    new_client->adapter = adapter;
    new_client->driver = &msg213x_ts_driver;
    new_client->flags = 0;

    /* Fill in the remaining client fields */
    strlcpy(new_client->name, "msg213x_ts", I2C_NAME_SIZE);

    /* Tell the I2C layer a new client has arrived */
    if ((err = i2c_attach_client(new_client)))
        goto exit_kfree;
    INIT_DELAYED_WORK(&data->work, msg213x_ts_poscheck);
    data->irq = IRQ_EINT0;
    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPF0,S3C2410_GPF0_EINT0);
    set_irq_type(data->irq,IRQ_TYPE_EDGE_RISING);
    err = request_irq(data->irq, msg213x_ts_isr,IRQF_SAMPLE_RANDOM ,"msg213x_ts", data);
    if (err) {
        printk("Unable to request uchscreen IRQ.\n");
        goto exit_detach;
    }
#if 1
    input = input_allocate_device();
    if (!input) {
        printk("Failed to allocate input device.\n");
        err = -ENOMEM;
        goto err1;
    }

    data->input = input;
    input->evbit[0] = BIT(EV_KEY) | BIT(EV_ABS);
    input->keybit[BIT(BTN_TOUCH)] = BIT(BTN_TOUCH);

    input_set_abs_params(input, ABS_X, 0, 0xfff, 0, 0);
    input_set_abs_params(input, ABS_Y, 0, 0xfff, 0, 0);
    input_set_abs_params(input, ABS_PRESSURE, 0, 1, 0, 0);

    err = input_register_device(input);
    if(err) {
        err = -EIO;
        goto fail;
    }

    return 0;

fail:
    input_free_device(input);
    kfree(input);
    return err;
#endif
    return 0;
err1:
    input_free_device(input);
    kfree(data);
exit_detach:
    i2c_detach_client(new_client);
exit_kfree:
    kfree(data);
exit:
    return err;
}

i2c_driver中重要函数yyy_command()实现了针对设备的控制命令，比如实时时钟，命令设置时间和获取时间，AD芯片，命令用来设置采集方式，选择通道等。

static int yyy_command(struct i2c_client *client,unsigned int cmd,void *arg)
{
    switch (cmd)
    {
        case YYY_CMD0:
        return yyy_cmd0(client,arg);
        case YYY_CMD1:
        return yyy_cmd1(client,arg);
        default:
        return – EINVAL;
    }
}

具体命令实现通过i2c_msg消息数组，调用i2c核心传输发送函数完成。

4.Linux I2C设备驱动的文件接口操作

如果I2C设备不是I/O设备或储存设备，就并不需要给I2C设备提供读写函数，文件操作接口用的不多，一般用I2c-dev.c提供的i2c适配器设备文件接口就可以完成对i2c设备的读写。

一个实例。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include "i2c-dev.h"
//#include <linux/i2c.h>
#include <fcntl.h>

int main(int argc, char **argv)
{

    int fd;
    int addr = (0x26);    /* The I2C address */
    char reg = 0x00;    /* Device register to access */
    int tmp, val;

    //char buf[10];

    if (argc < 3) {
        printf("too little args\n");
        exit(1);
    }

    if ((fd = open("/dev/i2c-0", O_RDWR)) < 0) {
        /* ERROR HANDLING; you can check errno to see what went wrong */
        printf("can't open the i2c adapter dev\n");
        exit(1);
    }

    if (ioctl(fd, I2C_SLAVE_FORCE, addr) < 0) {
        printf("can't set i2c addr\n");
        exit(1);
    }

    if (argc == 3 && !strcmp("r", argv[1])) {
        reg = strtoul(argv[2], NULL, 16);
        tmp = i2c_smbus_read_byte_data(fd, reg);
        printf("read reg[0x%x]=%x\n", reg, tmp);
    } else if (argc == 4 && !strcmp("w", argv[1])) {
        reg = strtoul(argv[2], NULL, 16);
        val = strtoul(argv[3], NULL, 16);
        tmp = i2c_smbus_write_byte_data(fd, reg, val);
        printf("i2c write....\n");
        //tmp = i2c_smbus_read_byte_data(fd, reg);
        //printf("read reg[0x%x]=%x\n", reg, tmp);

    }

    close(fd);
    return 0;
}