linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)應(yīng)用三合一

I2C總線僅僅使用SCL、SDA這兩根信號(hào)線就實(shí)現(xiàn)了設(shè)備之間的數(shù) 交互，極大地簡化了對(duì)硬件資源和PCB板布線空間的占用。因此，I2C總線被非常廣泛地應(yīng)用在EEPROM、實(shí)時(shí)鐘、小型LCD等設(shè)備與CPU的Linux系統(tǒng)定I2C驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)Linux系統(tǒng)中，I2C3I2C、I2C總線驅(qū)動(dòng)和I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)。這3部分相互協(xié)作，形成了非常通用、可適應(yīng)性很強(qiáng)的I2C框架。LinuxI2C體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，講3個(gè)組成部分各自的功能節(jié)對(duì)LinuxI2C 進(jìn)行分析，講解i2c-core.c文件的功能和主要6.3節(jié)、6.4節(jié)分別詳細(xì)介紹I2C總線驅(qū)動(dòng)和I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的編寫方法

6.5節(jié)、 ARM處理器I2C總線驅(qū)動(dòng)以及掛接在I2C總線上的AT24XX系列EEPROM驅(qū)動(dòng)LinuxLinux的I2CLinuxI2C體系結(jié)構(gòu)分為3個(gè)組成部分 提供了I2C總線驅(qū)動(dòng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)的 、注銷方法，I2C通信方法（即“algorithm”）15.1LinuxI2C體系I2C總線驅(qū)動(dòng)I2C總線驅(qū)動(dòng)是對(duì)I2C硬件體系結(jié)構(gòu)中適配器端的實(shí)現(xiàn)，適配器可由CPU控制，甚至可以直接集成在CPU i2c_algorithm和控制I2C適配器產(chǎn)生通信信號(hào)的函經(jīng)由I2C總線驅(qū)動(dòng)的代碼， 可以控制I2C適配器以主控方式產(chǎn)生開始位、停止位、讀寫周期，以及以從設(shè)備方式被讀寫、產(chǎn)生ACK等。I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)（也稱為客戶驅(qū)動(dòng)）是對(duì)I2C硬件體系結(jié)構(gòu)中設(shè)備端的實(shí)現(xiàn)，設(shè)備一般CPU控制的I2CI2CCPU交換數(shù)據(jù)I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)主要包含了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)i2c_driver和i2c_client， 在Linux2.6內(nèi)核中，所有的I2C設(shè)備都在sysfs文件系統(tǒng)中顯示，存于 $$tree|--|||||||||--0-0048-|--0-0049-|--0-004a-|--0-004b-|--0-004c-|--0-004d-|--0-004e-../../../devices/legacy/i2c-0/0-../../../devices/legacy/i2c-0/0-../../../devices/legacy/i2c-0/0-../../../devices/legacy/i2c-0/0-../../../devices/legacy/i2c-0/0-../../../devices/legacy/i2c-0/0-../../../devices/legacy/i2c-0/0-'--0-004f->../../../devices/legacy/i2c-0/0-'--'--lm75|--0-0048->../../../../devices/legacy/i2c-0/0-|--0-0049->../../../../devices/legacy/i2c-0/0-|--0-004a->../../../../devices/legacy/i2c-0/0-|--0-004b->../../../../devices/legacy/i2c-0/0-|--0-004c->../../../../devices/legacy/i2c-0/0-|--0-004d->../../../../devices/legacy/i2c-0/0-|--0-004e->../../../../devices/legacy/i2c-0/0-004e'--0-004f->../../../../devices/legacy/i2c-0/0- 地址的形式列出，例如在Linux內(nèi)核源代碼中的drivers 下包含一個(gè)i2c ，而在i2c i2c-core.c這個(gè)文件實(shí)現(xiàn)了 實(shí)現(xiàn)了I2C適配器設(shè)備文件的功能，每一個(gè)I2C適配器都被分配一個(gè)設(shè)備。通過適%d（件名并使用文件操作接口open()、write()、read()、ioctl()和close()等來 i2c-dev.c并沒有針對(duì)特定的設(shè)備而設(shè)計(jì)，只是提供了通用的read()、write()和ioctl()等接口，應(yīng)用層可以借用這些接口掛接在適配器上的I2C設(shè)備的空間或寄存器，并控I2C設(shè)備的工chips文件夾這個(gè)中包含了一些特定的I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)，如Dallas公司的DS1337實(shí)時(shí)鐘、EPSONRTC8564實(shí)時(shí)鐘和I2C接口的EEPROM驅(qū)動(dòng)等。在具體的I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)中，調(diào)用的都是I2C 提供的API，因此，這使得具體的I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)不依賴于CPU的類型和I2C適配器的硬件特性。busses這個(gè)文件中包含了一些I2C總線的驅(qū)動(dòng)，如針對(duì)S3C2410、S3C2440和S3C6410等處理器I2C控制器驅(qū)動(dòng)為i2c-s3c2410.calgos文件夾實(shí)現(xiàn)了一些I2C總線適配器的algorithm1123456789structi2c_adapterstructmodule*owner;/ i2c_adapter結(jié)構(gòu)unsignedint /*algorithm的類型，定義于i2c-id.h，以I2C_ALGO_開始unsignedintstructi2c_algorithm*algo;/*總線通信方法結(jié)構(gòu)體指針*/void*algo_data;/*algorithm數(shù)據(jù)*/int(*client_register)(structi2c_client*);時(shí)調(diào)用int*client_unregister)(structi2c_client**client注銷時(shí)調(diào)用u8structsemaphore /*控制并structsemaphoreint的自旋鎖int/*重試次數(shù)structdevicedev;/*適配器structclass_deviceclass_dev;/*類設(shè)備*/intnr;structlist_headclien;*client鏈表頭structlist_headcharname[48];*適配器名稱structcompletion/*用于同步1structi2c_algorithm2345678int(*master_xfer)(structi2c_adapter*adap,structi2c_msgintnum);*i2c傳輸函數(shù)指針int(*smbus_xfer)(structi2c_adapter*adap,u16unsignedshortflags,char/*smbus傳輸函數(shù)指針u8command,intsize,unioni2c_smbus_data*u32(*functionality)(structi2c_adapter*);/*返回適配器支持的功能此外，內(nèi)核中i2c.h這個(gè)頭文件i2c_driver、i2c_client、i2c_adapteri2c_algorithm4個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了定義。理解這4個(gè)結(jié)構(gòu)體的作用十分關(guān)鍵，代碼15.1、15.2、15.3、15.4上述代碼第4行對(duì)應(yīng)為SMBus傳輸函數(shù)指針，SMBus大部分基于I2C總線規(guī)范，SMBus不需增加額外引腳。與I2C總線相比，SMBus增加了一些新的功能特性，在時(shí)序也有一定代 i2c_driver結(jié)構(gòu)structi2c_driverintunsignedintint(*attach_adapter)(structi2c_adapter*);/*依附i2c_adapter函數(shù)指針int(*detach_adapter)(structi2c_adapter*);/*i2c_adapter函數(shù)指針int*detach_client)(structi2c_client*);/*i2cclient脫離函數(shù)指針地址unsigned地址unsignedshort /*7位 i2c_clientstructi2c_clientintint(*probe)(structi2c_client*,conststructi2c_device_idint(*remove)(structi2c_clientvoid(*shutdown)(structi2c_clientint(*suspend)(structi2c_client*,pm_message_tint(*resume)(structi2c_clientint(*command)(structi2c_client*client,unsignedintcmd,voidstructdevice_driverconststructi2c_device_id*id_table;*IDint(*detect)(structi2c_client*,intkind,structi2c_board_infoconststructi2c_client_address_datastructlist_head181111/*鏈表頭/*用于structlist_headstructcompletioncharname[I2C_NAME_SIZE];*設(shè)備/*鏈表頭/*用于structlist_headstructcompletioncharname[I2C_NAME_SIZE];*設(shè)備名稱structi2c_adapter*adapter;/*依附i2c_adapter*/structi2c_driver*driver;/*i2c_driver*/structdevicedev;*設(shè)備結(jié)構(gòu)體*/intirq;/*設(shè)備使用的中斷號(hào)123456789i2c_adateti2ca i2c_adapter對(duì)應(yīng)于物理上的一個(gè)適配器，而i2c_algorithm對(duì)應(yīng)一套通信方法。一個(gè)I2C器需要i2c_algorithm中提供的通信函數(shù)來控制適配器上產(chǎn)生特定 周期。缺少的i2c_adapter什么也做不了，因此i2c_adapter中包含其使用的i2c_algorithm的指i2c_algorithm中的關(guān)鍵函數(shù)master_xfer()用于產(chǎn)生I2C 周期需要的信號(hào)，以i2c_msg（即I2C消息）為單位。i2c_msg結(jié)構(gòu)體也非常關(guān)鍵，代碼 15.5給出了它的定義。structi2c_msg__u16structi2c_msg__u16addr;/*設(shè)備地址__u16flags;/*標(biāo)志__u16len;/*消息長度__u8*buf;/*消息數(shù)據(jù)6i2c_driveri2c_client2c_diver對(duì)應(yīng)一套驅(qū)動(dòng)方法，其主要成員函數(shù)是pobe()reove()suspend()、esume()等，另外d_abe是該驅(qū)動(dòng)所支持的I2C設(shè)備的Di2c_cient對(duì)應(yīng)于真實(shí)的物理設(shè)備，每個(gè)2C設(shè)備都需要一個(gè)2c_cent來描述。i2c_diver與i2c_cient的關(guān)系是一對(duì)多，一個(gè)i2c_drver上可以支持多個(gè)同等類型的2c_cen。i2c_client信息通常在BSP的板文件中通過i2c_board_info填充，如下面代碼就定義staticstructi2c_board_info _i2c_board_info[]=#ifdefined(CONFIG_JOYSTICK_AD7142)||staticstructi2c_board_info _i2c_board_info[]=#ifdefined(CONFIG_JOYSTICK_AD7142)||{I2C_BOARD_INFO("ad7142_joystick",.irq=}I2C總線驅(qū)動(dòng)i2c_bus_typematch()i2c_device_match()中，會(huì)調(diào)i2c_match_id()函數(shù)匹配板文件中定義的ID和i2c_driver所支持的ID表。 ateri2c_clienti2c_ater與i2c_client的關(guān)系與I2C硬件體系中適配器和設(shè)備的關(guān)系一致，即i2c_client依附于i2c_ater。由于一個(gè)適配器上可以連接多個(gè)I2C設(shè)備，所以一個(gè)i2c_ater也可以被多個(gè)i2c_client依附，i2c_ater中包括依附于它的i2c_client的鏈表。I2C總線適配器上有兩個(gè)使用相同驅(qū)動(dòng)程序的yyyI2C設(shè)備，在打開該I2C總線的設(shè)備結(jié)點(diǎn)后相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的邏輯組織關(guān)系將如圖15.2所示。從上面的分析可知，雖然I2C硬件體系結(jié)構(gòu)比較簡單，但是I2C體系結(jié)構(gòu)在Linux中的實(shí)現(xiàn)竟有哪些是需要親自做的，哪些是內(nèi)核已經(jīng)提供的呢？理清這個(gè)問題非常有意義，可以使面對(duì)具體一方面，適配器驅(qū)動(dòng)可能是Linux內(nèi)核本身還不包含的；另一方面，掛接在適配器上的具體nx I2C適配器的硬件驅(qū)動(dòng)，探I2C適配器（如申請(qǐng)I2CI/O地址和中斷號(hào)、驅(qū)動(dòng)CPU控制的I2C適配器從硬件上產(chǎn)生各種信號(hào)以及處理I2C中斷等。提供I2C適配器的algorithm，用具體適配器的_xfer()函數(shù)填充i2c_algorithmmaster_xfer指針，并把i2c_algorithmi2c_adapteralgo實(shí)現(xiàn)I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)中的i2c_driver接口，用具體設(shè)備yyy的yyy_probe()、yyy_remove()、yyy_suspend()、yyy_resume()函數(shù)指針和i2c_device_id設(shè)備ID表賦值給i2c_driver的probe、remove、suspend、resume和id_table指針。實(shí)現(xiàn)2C設(shè)備所對(duì)應(yīng)類型的具體驅(qū)動(dòng)，i2c_diver只是實(shí)現(xiàn)設(shè)備與總線的掛接，而掛接在總線上的設(shè)備則是千差萬別。例如，如果是字符設(shè)備，就實(shí)現(xiàn)文件操作接口，即實(shí)現(xiàn)具體設(shè)備yyy的yyy_read()、yyy_wie()和yyy_iocl()函數(shù)等；如果是聲卡，就實(shí)現(xiàn)ALA驅(qū)動(dòng)。上述工作中前兩個(gè)屬于I2C總線驅(qū)動(dòng)，后兩個(gè)屬于I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)，做完這些工作，系統(tǒng)會(huì)增加兩個(gè)內(nèi)核模塊。15.3～15.4節(jié)將詳細(xì)分析這些工作的實(shí)施方法，給出設(shè)計(jì)模15.5～15.615.2I2C驅(qū)動(dòng)的各數(shù)據(jù)結(jié)Linux 11234567inti2c_attach_client(structi2c_client{代 clientattach/detachdevice_register(&client-}inti2c_detach_client(structi2c_client{13不需要被工程師修改，但是理解其中的主要函數(shù)非常關(guān)鍵，因?yàn)镮2C總線驅(qū)動(dòng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)之間依賴于I2C inti2c_add_adapter(structi2cinti2c_add_adapter(structi2c_adapter*adap);inti2c_del_adapter(structi2c_adapter增加/刪除i2c_driverintinti2c_register_driver(structmodule*owner,structi2c_driver*driver);inti2c_del_driver(structi2c_driver*driver);inlineinti2c_add_driver(structi2c_driverinti2c_attach_client(structi2c_clientinti2c_attach_client(structi2c_client*client);inti2c_detach_client(structi2c_client當(dāng)一個(gè)具體的client被偵測到并被關(guān)聯(lián)的時(shí)候，設(shè)備和sysfs文件將 。相反地，在被取消關(guān)聯(lián)的時(shí)候，sysfs文件和設(shè)備也被注銷，如代 15.6所示inti2c_transfer(structinti2c_transfer(structi2c_adapter*adap,structi2c_msg*msgs,intnum);inti2c_master_send(structi2c_client*client,constchar*buf,intcount);inti2c_master_recv(structi2c_client*client,char*buf,intcount);i2c_transfer()函數(shù)用于進(jìn)行I2C適配器和I2C設(shè)備之間的一組消息交互，i2c_master_send()函數(shù)和i2c_master_recv()函 會(huì)調(diào)用i2c_transfer()函數(shù)分別完成一條寫消息和一條讀消息，如代15.7、代 15.8所示代 的i2c_master_send函inti2c_master_send(structi2c_client*client,constchar*buf,int{intstructi2c_adapter*adap=client-structi2c_msg/*構(gòu)造一個(gè)寫消息msg.addr=client-msg.flags=client->flags&msg.len=msg.buf=(char/*傳輸消息12123456789int{int*msgs,intif(adap->algo->master_xfer)retadap->algo->master_xfer(adap,msgs,num);*消息傳輸return}elsedev_dbg(&adap->dev,"I2Cleveltransfersnotsupported\n");return-ENOSYS;}141212ret=i2c_transfer(adap,&msg,14rern(ret==1)?count:15代 的i2c_master_recv函1inti2c_master_recv(structi2c_client*client,char*buf,int2{3structi2c_adapter*adap=client-4structi2c_msg5int6/*構(gòu)造一個(gè)讀消息7msg.addr=client-8msg.flags=client->flags&9msg.flags|=msg.len=msg.buf=/*傳輸消息ret=i2c_transfer(adap,&msg,/*成功（1條消息被處理）回讀的字節(jié)數(shù)rern(ret==1)?count:}i2c_transfer()函數(shù)本身不具備驅(qū)動(dòng)適配器物理硬件完成消息交互的能力，它只是尋找到i2c_adapter對(duì)應(yīng)的i2c_algorithm，并使用i2c_algorithm的master_xfer()函數(shù)真正驅(qū)動(dòng)硬件流程，如代碼15.9所示。LinuxLinuxI2C總線驅(qū)動(dòng)I2C適配器驅(qū)動(dòng)加載與 總線驅(qū)動(dòng)模塊的加載函數(shù)要完成兩個(gè)工作初始化I2C適配器所使用的硬件資源，如申請(qǐng)I/O地址、中1123456789staticint__init {_代 I2C總線驅(qū)動(dòng)的模塊加載和卸載函數(shù)模 }staticvoid__exit { 11通過i2c_add_adapter()添加i2c_adapter的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)然這個(gè)i2c_adapter數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的成 xx適配器的相應(yīng)函數(shù)指針?biāo)跏蓟?I2C適配器所使用的硬件資源， I/O地址、中斷號(hào)等通過i2c_del_adapter()刪除i2c_adapter的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)代 15.10所示為I2C適配器驅(qū)動(dòng)的模塊加載和卸載函數(shù)的模板上述代碼 ater_hw_free()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)都與具體的CPU和適配器硬件直接相關(guān)I2C總線通信方需要為特定的I2C適配器實(shí)現(xiàn)其通信方法，主要實(shí)現(xiàn)i2c_algorithm的master_xfer()函和functionality()函數(shù) 2_FUNC_I2C、master_xfer()函數(shù)在I2C適配器上完成傳遞給它的i2c_msg數(shù)組中的每個(gè)I2C消息，代15.11所示 設(shè)備的master_xfer()函數(shù)模板代 I2C總線驅(qū)動(dòng)master_xfer函數(shù)模staticint _xfer(structi2c_adapter*adap,structi2c_msgint3for(i=0;i<num;i++) _start();/*產(chǎn)生開始位/*是讀消息if(msgs[i]->flags&I2C_M_RD) _setaddr((msg->addr1)|1);*發(fā)送從設(shè)備讀地址 _wait_ack();/*獲得從設(shè)備的 _readbytes(msgs[i]->buf,msgs[i]->len); msgs[i]-長的數(shù)據(jù)到msgs[i]-else*是寫消息 _setaddr(msg->addr<<1);/*發(fā)送從設(shè)備寫地址 _wait_ack();/*獲得從設(shè)備的 _writebytes(msgs[i]->buf,msgs[i]->len); msgs[i]-

長的數(shù)據(jù)到msgs[i]-21

_stop();/*產(chǎn)生停止位上述代碼實(shí)際上給出了一個(gè)master_xfer()函數(shù)處理I2C消息數(shù)組的流程，對(duì)于數(shù)組中的每個(gè)消息，判斷消息類型，若為讀消息，則賦從設(shè)備地址為（msg->addr<<1）|1，否則msg->addr<<1。需產(chǎn)生一個(gè)停止位。如圖15.3所示為整個(gè)master_xfer()完成的時(shí)序。15.3algorithmmaster_xfermaster_xfer函數(shù)模板中的i2c_adapter__start()、i2c_adapter__setaddr()、_wait_acki2c_adapter__readbytesi2c_adapter__writebytes()和i2c_adapter__stop()函數(shù)用于完成適配器的底層硬件操作，與I2C適配器和CPU的具體硬件直接相關(guān)，需要由工程師根據(jù)的來實(shí)現(xiàn)。 apter__writebytes()用于向從設(shè)備寫入

AK12345_i2cstructi2c_msgunsignedint_i2cmaster_xfer()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)在形式上會(huì)很多樣，即便是Linux內(nèi)核源代碼中已經(jīng)給出的一些I2C總線驅(qū)動(dòng)的master_xfer()函數(shù)，由于由不同的組織或個(gè)人完成，風(fēng)格上的差別也非常大，不一定能與模板完全對(duì)應(yīng)，如master_xfer()函數(shù)模板給出的消息處理是順序進(jìn)行有的驅(qū)動(dòng)以中斷方式來完成這12345_i2cstructi2c_msgunsignedint_i2c;多數(shù)I2C總線驅(qū)動(dòng)會(huì)定義一個(gè)_i2c結(jié)構(gòu)體，作為i2c_adapter的algo_data（類似“私有數(shù)據(jù)，其中包含I2C消息數(shù)組指針、數(shù)組索引及I2C適配器algorithm 控制用的自旋鎖、等待隊(duì)列等，而master_xfer()函數(shù)完成消息數(shù)組中消息的處理也可通過對(duì)_i2c結(jié)構(gòu)體相關(guān)成員的來控制。代碼15.12所示為_i2c結(jié)構(gòu)體的定義，與圖15.2中的_i2c是對(duì)應(yīng)的。;unsigned unsigned struct10

112234567static init{rern{exitLinuxI2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)要使用i2c_driver和i2c_client數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并填充i2c_driver中的成員函數(shù)。i2c_client一般被包含在設(shè)備的私有信息結(jié)構(gòu)體yyy_data中，而i2c_driver則適合被定義為全局變量并初始化，代碼15.13所示為已被初始化i2c_driver。代 已被初始化的staticstaticstructi2c_driveryyy_driver=.driver=.name= } = = =8LinuxI2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模塊加載與I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模塊加載函數(shù)通用的方法是在I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的模塊加載函數(shù)進(jìn)行通過2c_add_drver(cdve 的i2c_del_driver()函數(shù)刪除i2c_driver。代 15.14所示為I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的加載工作與LinuxI2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的數(shù)在I2C設(shè)備上讀寫數(shù)據(jù)的時(shí)序和數(shù)據(jù)通常通過i2c_msg數(shù)組組織最后通過i2c_transfer()函數(shù) 15.15所示為一個(gè) 指定偏移offs寄存器的例子。代 I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸范structi2c_msg/*第一條消息是寫消息msg[0].addr=client-msg[0].flags=msg[0].len=676789msg[0].buf=msg[1].addrclient->addr;msg[1].flags=I2C_M_RD;msg[1].len=sizeof(buf);msg[1].buf=i2c_transfer(client->adapter,msg,Linux的i2c-dev.c文件i2c-dev.c文件完全可以被看作一個(gè)I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)，不過，它實(shí)現(xiàn)的一個(gè)i2c_client是虛擬、臨時(shí)的，隨著設(shè)備文件的打開而產(chǎn)生，并隨設(shè)備文件的關(guān)閉而撤銷，并沒有被添加到i2c_adapter的clien鏈表中。i2c-dev.cI2C適配器生成一個(gè)主設(shè)備號(hào)為89的設(shè)備文件i2c_driver的成員函數(shù)以及文件操作接口，所以i2c-dev.c的主體是“i2c_driver成員函數(shù)+字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)”。i2c-dev.c中提供i2cdev_read()、i2cdev_write()函數(shù)來對(duì)應(yīng)用戶空間要使用的read()和write()文件操作接口，這兩個(gè)函數(shù)分別調(diào)用I2C的2c_aser_recv()和i2c_master_send()函數(shù)來構(gòu)造一條I2C消息并適配器agorthm15.4所示的時(shí)序。但是，很遺憾，大多數(shù)稍微復(fù)雜一點(diǎn)2C設(shè)備的讀寫流程并不對(duì)應(yīng)于一條消息，往往需要兩條甚至的消息來進(jìn)行一次讀寫周期（即如圖15.5所示的重復(fù)開始位Repat模式，這種情況下，在應(yīng)用層仍然調(diào)用ead()wte()文件API來讀寫2C設(shè)備，將不能正確地讀寫。許多工程師碰到過類似的問題，往往經(jīng)過相當(dāng)長時(shí)間的調(diào)試都沒法解決2C設(shè)備的讀寫，連錯(cuò)誤的原因也無法找到，顯然是對(duì)2cdev_read()和2cdev_wre()函數(shù)的作用有所誤解。開停止15.4i2cdev_readi2cdev_write函數(shù)對(duì)應(yīng)開地?cái)?shù)開地?cái)?shù)停15.5RepStart模鑒于上述原因，2c-dev.c中i2cdev_ead()和2cdev_wte()函數(shù)不具備太強(qiáng)的通用性，沒有太大的實(shí)用價(jià)值，只能適用于非Reptart模式的情況。對(duì)于兩條以上消息組成的讀寫，在用戶空間需要組織i2c_sg消息數(shù)組并調(diào)用I2C_RDWRIOCTL15.15所示為i2cdev_iocl函數(shù)的框架。staticinti2cdev_ioctl(structinode*inode,structfilestaticinti2cdev_ioctl(structinode*inode,structfileunsignedintcmd,unsignedlong3structi2c_client*client=(structi2c_client*)file-switch(cmd)casecase1123456789#include2#includefclh#include<unstd.#include<stdlib.h>#include#include<linux/i2c-intmain(intargc,char{unsignedintfd;unsignedshortmem_addr;unsignedshortsize;unsignedshortidx;#definecharcswap;{unsignedshortaddr;charbytes[2];}if(argc<3)printf("Use:\n%s/dev/i2c-xmem_addrsize\n",9 /*設(shè)置從設(shè)備地址casecasecasecasereturni2cdev_ioctl_rdrw(client,casecasecasereturn}return}常用的IOCTLI2C_SLAVE（設(shè)置從設(shè)備地址、I2C_RETRIES（沒有ACK情況下的重試次數(shù)，默認(rèn)為1）、I2C_TIMEOU（超時(shí)）以及I2C_RDWR。 15.16和代碼 15.17所示為直接通過read()、write()接口和O_RDWRIOCTL讀寫I2C設(shè)備的例子。59return}sscanf(argv[2],"%d",&mem_addr);sscanf(argv[3],"%d",&size);if(size>BUFF_SIZE)size=BUFF_SIZE;fd=open(argv[1],O_RDWR);if(!fd){printf("Erroronopeningthedevicefile\n");return0;}ioctl(fd,I2C_SLAVE,0x50);*EEPROM地址*/ioctl(fd,I2C_TIMEOUT,1);/*設(shè)置超時(shí)*/ioctl(fd,I2C_RETRIES,1);/*設(shè)置重試次數(shù)*/for(idx=0;idx<size;++idx,{tmp.addr=mem_addr;cswap=tmp.bytes[0];tmp.bytes[0]=tmp.bytes[1];tmp.bytes[1]=cswap;write(fd,&tmp.addr,2);read(fd,&buf[idx],}buf[size]=return0;#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include#include<linux/i2c-intmain(intargc,char{structi2c_rdwr_ioctl_dataunsignedintunsignedintunsignedintslave_address,unsignedchar222intif(argc<4)printf("Usage:\n%s/dev/i2c-xstart_addrreg_addr\n",return2729fd=open(argv[1],O_RDWR);if(!fd)printf("Erroronopeningthedevicereturn34sscanf(argv[2],"%x",sscanf(argv[3],"%x",®_address);work_queue.nmsgs2;*消息work_queue.msgs=(structi2c_msg*)malloc(work_queue.nmsgsif(!work_queue.msgs)printf("Memoryallocreturn45ioctl(fd,I2C_TIMEOUT,2);*設(shè)置超時(shí)ioctl(fd,I2C_RETRIES,1);*設(shè)置重試次數(shù)for(i=reg_address;i<reg_address+16;i++)(work_queue.msgs[0]).addr=

(work_queue.msgs[1]).len=(work_queue.msgs[1]).flags=(work_queue.msgs[1]).addr=(work_queue.msgs[1]).buf=ret=ioctl(fd,I2C_RDWR,(unsignedlong)if(ret<printf("ErrorduringI2C_RDWRioctlwitherrorcode:%d\n",printf("reg:%02xval:%02x\n",i,}return#i2c-test/dev/i2c-00x180x20reg:20val:0769}序位于虛擬機(jī)的/home/lihacker/develop/svn/ldd6410-read-only/tes/i2c/i2c-base-test 用該工具可指定某I2C控制器上某I2C從設(shè)備的某寄存器，如讀I2C控制器0上的地址為0x18的從設(shè)備，#i2c-test/dev/i2c-00x180x20reg:20val:07reg:2freg:2freg:21val:00reg:22val:00reg:23val:00reg:24val:00reg:25val:00reg:26val:00reg:27val:00reg:28val:00reg:29val:00reg:2aval:00reg:2bval:00reg:2cval:00reg:2dreg:2eS3C6410S3C6410I2C總線S3C6410I2C控制器硬件S3C6410處理 集成了一個(gè)I2C控制器，通過4個(gè)寄存器就可方便地對(duì)其進(jìn)行控制，4個(gè)寄存器如下IICCON：I2C控制IICSTAT：I2C狀態(tài) IICADD：I2C地址寄存器S3C6410處理器集成的I2C控制器可支持主、從兩種模式，主要使用其主模式。通IICCOCDSIICADD寄存器的操作，可在I2C總線上產(chǎn)生開始位、停止位、數(shù)據(jù)和地址，而傳輸?shù)臓顟B(tài)則通過IICSTAT寄存器獲取。S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)總體S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.cS3C24XX、S3C64XX、S5PC1XX和S5P64XX處理器，在使用的內(nèi)核版本中，其名稱仍然叫2410，顯然是歷史原因設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)于i2c_adapter__init()模板的S3C6410的模塊加載函數(shù)和對(duì)應(yīng)于i2c_adapter__exit()函數(shù)模板的模塊卸載函數(shù)。設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)于 _xfer()模板的S3C6410適配器的通信方法函數(shù)針對(duì)S3C24XX、S3C64XX、S5PC1XXS5P64XX處理器，functionality()函數(shù)s3c24xx_i2c_func()只需簡單地返回I2C_FUNC_I2C|I2C_FUNC_SMBUS_EMUL|I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING表明其支持的功能。圖15.6給出了S3C6410驅(qū)動(dòng)中的主要函數(shù)與15.3節(jié)模板函數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，由于實(shí)1123456789staticint__init{代 S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)intret=ifif}return13staticvoid__exit{19法的方式不一樣，模板的一個(gè)函數(shù)可能對(duì)應(yīng)于S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)的多個(gè)函15.6I2C總線驅(qū)動(dòng)模板與S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)S3C6410I2C適配器驅(qū)動(dòng)的模塊2C適配器驅(qū)動(dòng)被作為一個(gè)單獨(dú)的模塊加載進(jìn)內(nèi)核，在模塊的加載和卸載函數(shù)中，只需和注銷一個(gè)patform_drver結(jié)構(gòu)體，如代碼 15.18所示。pafor_dver結(jié)構(gòu)體包含了具體適配器的pobe(函數(shù)、emove(函數(shù)、resume(函數(shù)指針等信息，它需要被定義和賦值，如代碼 15.19所示。 代 15.19 platform.driver結(jié)構(gòu) 2=3=42=3=4=55=6=7="s3c2410-891staticints3c24xx_i2c_probe(structplatform_device2{代 S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)中的s3c24xx_i2c_probe函3structs3c24xx_i2c4structs3c2410_platform_i2c1staticints3c24xx_i2c_probe(structplatform_device2{代 S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)中的s3c24xx_i2c_probe函3structs3c24xx_i2c4structs3c2410_platform_i2c5structresource6int78pdata=pdev-9if(!pdata)dev_err(&pdev->dev,"noplatformreturn-}i2c=kzalloc(sizeof(structs3c24xx_i2c),if(!i2c)dev_err(&pdev->dev,"nomemoryforreturn-} i2c- =i2c- =i2c->adap.retries=i2c- =I2C_CLASS_HWMON|i2c- =27spin_lock_init(&i2c-30/*發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘并使能它32i2c->dev=&pdev-33i2c->clk=clk_get(&pdev->dev,34if(IS_ERR(i2c->clk)) dev_err(&pdev->dev,"cannotget ret=- goto3840dev_dbg(&pdev->dev,"clocksource%p\n",i2c->clk);42clk_enable(i2c-44res=platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_MEM,if(res==NULL)dev_err(&pdev->dev,"cannotfindIOresource\n");ret=-ENOENT;goto}i2c->ioarea=request_mem_region(res->start,(res->end-res-pdev-if(i2c->ioarea==NULL)dev_err(&pdev->dev,"cannotrequestIO\n");ret=-ENXIO;goto}i2c->regs=ioremap(res->start,(res->end-res->start)+1);if(i2c->regs==NULL){dev_err(&pdev->dev,"cannotmapret=-goto}dev_dbg(&pdev->dev,"registers%p(%p,i2c->regs,i2c->ioarea,/*需要i2c-i2c->adap.dev.parent=&pdev-/*initialisethei2ccontrollerret=if(ret!=goto/*申請(qǐng)i2c->irq=ret=platform_get_irq(pdev,0);if(ret<=0){dev_err(&pdev->dev,"canntfindgoto}ret=request_irq(i2c->irq,s3c24xx_i2c_irq,IRQF_DISABLED,dev_name(&pdev->dev),i2c);if(ret!=0)dev_err(&pdev->dev,"cannotclaimIRQ%d\n",i2c->irq);gotoerr_iomap;12123456789staticints3c24xx_i2c_remove(structplatform_device{structs3c24xx_i2c*i2c=代 S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)中的s3c24xx_i2c_remove函free_irq(i2c->irq,i2c);clk_disable(i2c-clk_put(i2c-13iounmap(i2c-release_resource(i2c-kfree(i2c-return}9999ret=if(ret<0)dev_err(&pdev->dev,"failedtoregistercpufreqgoto105108110i2c->adap.nr=pdata->bus_num;112ret=i2c_add_numbered_adapter(&i2c-113if(ret<0) dev_err(&pdev->dev,"failedtoaddbustoi2c goto116118platform_set_drvdata(pdev,120dev_info(&pdev->dev,"%s:S3CI2Cadapter\n",i2c-121rern}上述代碼中的主體工作是使能硬件并申請(qǐng)I2C適配器使用的I/O地址、中斷號(hào)等，在這些作都完成無誤后，通過I2C 提供的i2c_add_adapter()函數(shù)添加這個(gè)適配器。當(dāng)處理器包含多個(gè)I2C控制器時(shí)，我 與 ove(函數(shù)，它在適配器塊卸載函數(shù)調(diào)用platform_driver_unregister()函數(shù)時(shí)通過platform_driver的remove指針方式_i2c_remove()的設(shè)計(jì)模板如代 15.21所示1123456789structs3c24xx_i2cunsigned s3c24xx_i2c結(jié)構(gòu)structunsignedintunsignedunsigned11unsigned 12unsignedint 14enum 15unsignedlong 17 structstructstructstruct#ifdefstruct代碼15.20和代碼15.21s3c24xx_i2c結(jié)構(gòu)體進(jìn)行適配器所有信息的封裝，類似于私有信息結(jié)構(gòu)體，它與代碼15.12所示的_i2c結(jié)構(gòu)體模板對(duì)應(yīng)。代碼15.22所示為s3c24xx_i2c結(jié)構(gòu)體的定義。S3C6410I2C總線通信 15.20的第22行可以看出，I2C適配器對(duì)應(yīng)的i2c_algorithm結(jié)構(gòu)體實(shí)例為s3c24xx_ 15.23所示為s3c24xx_i2c_algorithm的定義。staticstructi2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm=staticstructi2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm= = =上述代碼第一行指定了S3C6410I2C總線通信傳輸函數(shù)s3c24xx_i2c_xfer()，這個(gè)函數(shù)非常關(guān)鍵，所有I2C總線上對(duì)設(shè)備的最終應(yīng)該由它來完成，代碼15.24所示為這個(gè)重要函數(shù)以及其依賴的s3c24xx_i2c_doxfer()函數(shù)和s3c24xx_i2c_message_start()函數(shù)的源代碼。代 S3C6410I2C總線驅(qū)動(dòng)的master_xfer函staticints3c24xx_i2c_xfer(structi2c_adapterstructi2c_msg*msgs,int structs3c24xx_i2c*i2c=(structs3c24xx_i2c*)adap-5656789intintfor(retry=0;retry<adap->retries;{ret=s3c24xx_i2c_doxfer(i2c,msgs,num);if(ret!=-EAGAIN)returndev_dbg(i2c->dev,"Retryingtransmission(%d)\n",retry);}return-}staticints3c24xx_i2c_doxfer(structs3c24xx_i2cstructi2c_msg*msgs,int{unsignedlongtimeout;intret;intreturn-EIO;if(ret!=0){(i2c->dev,.getbuss3c24xx_i2c_stop(i2c,- %d\n,rtiicstat=readl(i2c->regs+if((iicstat&iicstat&=~(S3C2410_IICSTAT_TXRXEN| (iicstat,i2c->regs+}ret=-EAGAIN;goto}spin_lock_irq(&i2c-i2c-=i2c->msg_num=i2c->msg_ptr=i2c->msg_idx=i2c- =66spin_unlock_irq(&i2c-timeout=wait_event_timeout(i2c->wait,i2c->msg_num==0,Hz*ret=i2c-if(timeout==elseif(ret!=num)dev_dbg(i2c->dev,pletexfer(%d)\n",msleep(1);*確保停止位已經(jīng)被return}staticvoids3c24xx_i2c_message_start(structs3c24xx_i2c*i2c,structi2c_msg*msg){unsignedintaddr=(msg->addr&0x7f)<<1;unsignedlongstat;unsignedlongstat=stat|=if(msg->flags&I2C_M_RD){stat|=}add=___stat|=if(msg->flags&I2C_M_REV_DIR_ADDR)addr^=1;iiccon=readl(i2c->regs+100wri (stat,i2c->regs+S3C2410_IICSTAT);102dev_dbg(i2c->dev,"START:%08lxtoIICSTAT,%02xtoDS\n",stat,103writeb(addr,i2c->regs+S3C2410_IICDS);105ndelay(i2c-107dev_dbg(i2c->dev,"iiccon,%08lx\n",108wri (iiccon,i2c->regs+S3C2410_IICCON);110stat|=111 (stat,i2c->regs+多可以重試adap->retriess3c24xx_i2c_doxfer()首先將S3C6410的I2C適配器設(shè)置為I2C始化結(jié)構(gòu)體，使能I2C中斷，并調(diào)用s3c24xx_i2c_message_start()函數(shù)啟動(dòng)I2C消息的傳輸s3c24xx_i2c_message_start()函數(shù)寫S3C6410適配器對(duì)應(yīng)的控制寄存器，向I2C從設(shè)備傳遞開始上述代碼只是啟動(dòng)了I2C消息數(shù)組的傳輸周期，并沒有完整實(shí)現(xiàn)圖15.3中給出的algorithmmaster_xfer流程。這個(gè)流程的完整實(shí)現(xiàn)需要借助I2C適配器上的中斷來步步推進(jìn)。代 S3C6410I2C適配器中斷處理函數(shù)i2s_s3c_irq_nextbyte()函數(shù)的源代碼代 S3C6410I2C適配器中斷處理函staticirqreturn_ts3c24xx_i2c_irq(intirqno,void{structs3c24xx_i2c*i2c=unsignedlongunsignedlongtmp;status=readl(i2c->regs+if(status&S3C2410_IICSTAT_ARBITR)}if(i2c->state==STATE_IDLE)tmp=readl(i2c->regs+tmp&= (tmp,i2c->regs+goto

i2s_s3c_irq_nextbyte(i2c,status);/*把傳輸工作進(jìn)一步推進(jìn)return staticinti2s_s3c_irq_nextbyte(structs3c24xx_i2c*i2c,unsignedlong{unsignedlongunsignedcharintret=switch(i2c->state)casegotocasegotocase 最近做的一件事是啟動(dòng)一個(gè)新I2C消息if(iicstat&S3C2410_IICSTAT_LASTBIT!(i2c->msg->flags&I2C_M_IGNORE_NAK))/*沒有收到ACKs3c24xx_i2c_stop(i2c,-goto if(i2c->msg->flags&i2c->state=i2c->statei2c->state= 僅一條消息，而且長度為0（主要用于適配器探測），發(fā)送停止位if(is_lastmsg(i2c)&&i2c->msg->len==0)s3c24xx_i2c_stop(i2c,goto if(i2c->state==goto/*進(jìn)入寫狀態(tài)caseif(!is_msgend(i2c))byte=i2c->msg->buf[i2c-writeb(byte,i2c->regs+ndelay(i2c-}elseif(!is_lastmsg(i2c))/*推進(jìn)到下一i2c->msg_ptr=icic /*檢查是否要為該消息產(chǎn)if(i2c->msg->flags&I2C_M_NOSTART)if(i2c->msg->flags&I2C_M_RD)s3c24xx_i2c_stop(i2c,- goto}else/*發(fā)送新的開始位s3c24xx_i2c_message_start(i2c,i2c-i2c->state= }elses3c24xx_i2c_stop(i2c,0);/*sendstop case/*有一個(gè)字節(jié)可讀，看是否還有消息要if(!(i2c->msg->flags&I2C_M_IGNORE_NAK)if(iicstat&S3C2410_IICSTAT_LASTBIT)dev_dbg(i2c->dev,"READ:NoAck\n");s3c24xx_i2c_stop(i2c,-goto byte=readb(i2c->regs+i2c->msg->buf[i2c->msg_ptr++]=byte;if(is_msglast(i2c)){/*lastbyteofbufferif}elseif(is_msgend(i2c))/*還有消息要處理嗎if(is_lastmsg(i2c))s3c24xx_i2c_stop(i2c,0);/*lastmessage,sendstopandcomplete}else/*推進(jìn)到下一i2c->msg_ptr=i2c-i2c- 119}/*irq清除tmp=readl(i2c->regs+tmp&= (mpti2cres+31ICON) baoreturn}中斷處理函數(shù)s3c24xx_i2c_irq()主要通過調(diào)用i2s_s3c_irq_nextbyte()函數(shù)進(jìn)行傳輸工作的進(jìn)一步推進(jìn)。i2s_s3c_irq_nextbyte()函數(shù)通過switch(i2c->state)語句分成i2c->state的不同狀態(tài)進(jìn)行處理，證明有誤，直接