linux驅動 ---- i2c總線驅動(eeprom)

文章目錄

• 前言
• 一、IIC驅動程式架構分析
• 二、源碼執行個體分析
• 三、實驗結果

前言

本文基于S3C2440開發闆。

一、IIC驅動程式架構分析

核心中 I2C 的處理已經做好了，我們隻需要做裝置驅動程式相關的内容。總線處理好了 I2C 協定，即總線知道如何收發資料，而不知道資料的含義，我們要做的隻是裝置相關層的代碼 , 例如提供裝置的位址和要存取的資料和位址 。I2C 協定中，先發出 7bit“裝置位址”，然後是 1 位“寫”或“讀”的标志位。然後接着是每發出 8 位資料有一個 ACK 位。

總線層： 知道裝置如何讀寫。晶片廠家會幫我們做好。操作寄存器drivers\i2c\busses

裝置層驅動層：知道資料的含義。drivers\i2c\chips

程式編寫步驟:

• 1，配置設定某結構體：

  i2c_driver

• 2，設定結構體。

  主要是提供2個函數:

.attach_adapter = at24cxx_attach,
 .detach_client  = at24cxx_detach,
           

• 3，注冊結構體

  i2c_add_driver(&at24cxx_driver);

  。
• 4，硬體相關操作。

二、源碼執行個體分析

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>

static unsigned short ignore[]      = { I2C_CLIENT_END };
static unsigned short normal_addr[] = { 0x50, I2C_CLIENT_END }; /* 位址值是7位 */
                                        /* 改為0x60的話, 由于不存在裝置位址為0x60的裝置, 是以at24cxx_detect不被調用 */

static unsigned short force_addr[] = {ANY_I2C_BUS, 0x60, I2C_CLIENT_END};
static unsigned short * forces[] = {force_addr, NULL};
										
static struct i2c_client_address_data addr_data = {
	.normal_i2c	= normal_addr,  /* 要發出S信号和裝置位址并得到ACK信号,才能确定存在這個裝置 */
	.probe		= ignore,
	.ignore		= ignore,
	//.forces     = forces, /* 強制認為存在這個裝置 */
};

static struct i2c_driver at24cxx_driver;


static int major;
static struct class *cls;
struct i2c_client *at24cxx_client;

static ssize_t at24cxx_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t * offset)
{
	unsigned char address;
	unsigned char data;
	struct i2c_msg msg[2];
	int ret;
	
	/* address = buf[0] 
	 * data    = buf[1]
	 */
	if (size != 1)
		return -EINVAL;
	
	copy_from_user(&address, buf, 1);

	/* 資料傳輸三要素: 源,目的,長度 */

	/* 讀AT24CXX時,要先把要讀的存儲空間的位址發給它 */
	msg[0].addr  = at24cxx_client->addr;  /* 目的 */
	msg[0].buf   = &address;              /* 源 */
	msg[0].len   = 1;                     /* 位址=1 byte */
	msg[0].flags = 0;                     /* 表示寫 */

	/* 然後啟動讀操作 */
	msg[1].addr  = at24cxx_client->addr;  /* 源 */
	msg[1].buf   = &data;                 /* 目的 */
	msg[1].len   = 1;                     /* 資料=1 byte */
	msg[1].flags = I2C_M_RD;                     /* 表示讀 */


	ret = i2c_transfer(at24cxx_client->adapter, msg, 2);
	if (ret == 2)
	{
		copy_to_user(buf, &data, 1);
		return 1;
	}
	else
		return -EIO;
}

static ssize_t at24cxx_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
	unsigned char val[2];
	struct i2c_msg msg[1];
	int ret;
	
	/* address = buf[0] 
	 * data    = buf[1]
	 */
	if (size != 2)
		return -EINVAL;
	
	copy_from_user(val, buf, 2);

	/* 資料傳輸三要素: 源,目的,長度 */
	msg[0].addr  = at24cxx_client->addr;  /* 目的 */
	msg[0].buf   = val;                   /* 源 */
	msg[0].len   = 2;                     /* 位址+資料=2 byte */
	msg[0].flags = 0;                     /* 表示寫 */

	ret = i2c_transfer(at24cxx_client->adapter, msg, 1);
	if (ret == 1)
		return 2;
	else
		return -EIO;
}


static struct file_operations at24cxx_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.read  = at24cxx_read,
	.write = at24cxx_write,
};

static int at24cxx_detect(struct i2c_adapter *adapter, int address, int kind)
{	
	printk("at24cxx_detect\n");

	/* 構構一個i2c_client結構體: 以後收發資料時會用到它 */
	at24cxx_client = kzalloc(sizeof(struct i2c_client), GFP_KERNEL);
	at24cxx_client->addr    = address;
	at24cxx_client->adapter = adapter;
	at24cxx_client->driver  = &at24cxx_driver;
	strcpy(at24cxx_client->name, "at24cxx");
	i2c_attach_client(at24cxx_client);
	
	major = register_chrdev(0, "at24cxx", &at24cxx_fops);

	cls = class_create(THIS_MODULE, "at24cxx");
	class_device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "at24cxx"); /* /dev/at24cxx */
	
	return 0;
}

static int at24cxx_attach(struct i2c_adapter *adapter)
{
	return i2c_probe(adapter, &addr_data, at24cxx_detect);
}

static int at24cxx_detach(struct i2c_client *client)
{
	printk("at24cxx_detach\n");
	class_device_destroy(cls, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(cls);
	unregister_chrdev(major, "at24cxx");

	i2c_detach_client(client);
	kfree(i2c_get_clientdata(client));

	return 0;
}


/* 1. 配置設定一個i2c_driver結構體 */
/* 2. 設定i2c_driver結構體 */
static struct i2c_driver at24cxx_driver = {
	.driver = {
		.name	= "at24cxx",
	},
	.attach_adapter = at24cxx_attach,
	.detach_client  = at24cxx_detach,
};

static int at24cxx_init(void)
{
	i2c_add_driver(&at24cxx_driver);
	return 0;
}

static void at24cxx_exit(void)
{
	i2c_del_driver(&at24cxx_driver);
}

module_init(at24cxx_init);
module_exit(at24cxx_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");



           

代碼分析:

①當我們用insmod加載驅動,執行i2c_add_driver後,就會從總線層的adapter連結清單中取出"擴充卡",調用

attach_adapter

,執行

at24cxx_attach

函數中的

i2c_probe(adapter, &addr_data, at24cxx_detect);

,使用擴充卡中的

.smbus_xfer

函數發“start”信号、發裝置位址等等,如果等到裝置的回應信号就會調用

at24cxx_detect

函數。

②在

at24cxx_detect

函數中,我們就可以得到具體的擴充卡和我們最先寫的at24cxx_driver 的比對項,這時需要再構造一個結構體

struct i2c_client *at24cxx_client;

,這個結構體的内容主要是填充我們的相比對的擴充卡和驅動,同時也填充i2c裝置的位址,這個結構體在資料的收發時需要用到,和在解除安裝驅動程式時會調用at24cxx_driver裡的.detach_client = at24cxx_detach。這裡同時建立一個字元裝置。

③如何與i2c裝置進行通訊?這裡直接用核心提供的函數;

i2c_transfer()

,需要的參數主要由擴充卡,資料包,包長;寫資料的話,我們隻需要發送一個包,資料包的格式主要有源,目的,長度,和讀寫标志位。讀資料的話需要先寫要讀的位址,然後再讀,需要兩個包。

測試驅動代碼:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>


/* i2c_test r addr
 * i2c_test w addr val
 */

void print_usage(char *file)
{
	printf("%s r addr\n", file);
	printf("%s w addr val\n", file);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	unsigned char buf[2];
	
	if ((argc != 3) && (argc != 4))
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}

	fd = open("/dev/at24cxx", O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open /dev/at24cxx\n");
		return -1;
	}

	if (strcmp(argv[1], "r") == 0)
	{
		buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);
		read(fd, buf, 1);
		printf("data: %c, %d, 0x%2x\n", buf[0], buf[0], buf[0]);
	}
	else if (strcmp(argv[1], "w") == 0)
	{
		buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);
		buf[1] = strtoul(argv[3], NULL, 0);
		write(fd, buf, 2);
	}
	else
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}
	
	return 0;
}


           

三、實驗結果