LinuxI2C设备驱动文件操作接口.docx

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LinuxI2C设备驱动文件操作接口

I2C适配器驱动被作为一个单独的模块被加载进内核，在模块的加载和卸载函数中，只需注册和注销一个platform_driver结构体，如代码清单15.25。

代码清单15.25S3C2410I2C总线驱动模块加载与卸载

1staticint__initi2c_adap_s3c_init（void）

2{

3intret;

4

5ret=platform_driver_register（&s3c2410_i2c_driver）;

6if（ret==0）{

7  ret=platform_driver_register（&s3c2440_i2c_driver）;

8  if（ret）

9   platform_driver_unregister（&s3c2410_i2c_driver）;

10}

11

12returnret;

13}

14

15staticvoid__exiti2c_adap_s3c_exit（void）

16{

17platform_driver_unregister（&s3c2410_i2c_driver）;

18platform_driver_unregister（&s3c2440_i2c_driver）;

19}

20module_init（i2c_adap_s3c_init）;

21module_exit（i2c_adap_s3c_exit）;

platform_driver结构体包含了具体适配器的probe（）函数、remove（）函数、resume（）函数指针等信息，它需要被定义和赋值，如代码清单15.26。

代码清单15.26platform_driver结构体

1staticstructplatform_drivers3c2410_i2c_driver={

2.probe  =s3c24xx_i2c_probe,

3.remove  =s3c24xx_i2c_remove,

4.resume  =s3c24xx_i2c_resume,

5.driver  ={

6  .owner=THIS_MODULE,

7  .name="s3c2410-i2c",

8},

9};

当通过Linux内核源代码/drivers/base/platform.c文件中定义platform_driver_unregister（）函数注册platform_driver结构体时，其中probe指针指向的s3c24xx_i2c_probe（）函数将被调用以初始化适配器硬件，如代码清单15.27。

代码清单15.27S3C2410I2C总线驱动中的s3c24xx_i2c_probe函数

1staticints3c24xx_i2c_probe（structplatform_device*pdev）

2{

3structs3c24xx_i2c*i2c=&s3c24xx_i2c;

4structresource*res;

5intret;

6

7/*使能I2C的时钟*/

8i2c->dev=&pdev->dev;

9i2c->clk=clk_get（&pdev->dev,"i2c"）;

10if（IS_ERR（i2c->clk））{

11  dev_err（&pdev->dev,"cannotgetclock\n"）;

12  ret=-ENOENT;

13  gotoout;

14}

15clk_enable（i2c->clk）;

16

17/*映射寄存器*/

18res=platform_get_resource（pdev,IORESOURCE_MEM,0）;

19if（res==NULL）{

20  dev_err（&pdev->dev,"cannotfindIOresource\n"）;

21  ret=-ENOENT;

22  gotoout;

23}

24i2c->ioarea=request_mem_region（res->start,（res->end-res->start）+1,

25     pdev->name）;

26if（i2c->ioarea==NULL）{

27  dev_err（&pdev->dev,"cannotrequestIO\n"）;

28  ret=-ENXIO;

29  gotoout;

30}

31

32i2c->regs=ioremap（res->start,（res->end-res->start）+1）;

33if（i2c->regs==NULL）{

34  dev_err（&pdev->dev,"cannotmapIO\n"）;

35  ret=-ENXIO;

36  gotoout;

37}

38

39/*设置I2C的信息块*/

40i2c->adap.algo_data=i2c;

41i2c->adap.dev.parent=&pdev->dev;

42

43/*初始化I2C控制器*/

44ret=s3c24xx_i2c_init（i2c）;

45if（ret!

=0）

46  gotoout;

47

48/*申请中断*/

49res=platform_get_resource（pdev,IORESOURCE_IRQ,0）;

50if（res==NULL）{

51  ret=-ENOENT;

52  gotoout;

53}

54ret=request_irq（res->start,s3c24xx_i2c_irq,SA_INTERRUPT,

55    pdev->name,i2c）;

56if（ret!

=0）{

57  gotoout;

58}

59i2c->irq=res;

60  

61ret=i2c_add_adapter（&i2c->adap）;/*添加i2c_adapter*/

62if（ret<0）{

63  gotoout;

64}

65

66platform_set_drvdata（pdev,i2c）;

67

68out:

69if（ret<0）

70  s3c24xx_i2c_free（i2c）;

71returnret;

72}

上述代码中的主体工作是使能硬件并申请I2C适配器使用的I/O地址、中断号等，在这些工作都完成无误后，通过I2C核心提供的i2c_add_adapter（）函数添加这个适配器。

因为S3C2410内部集成I2C控制器，可以确定I2C适配器一定存在，s3c24xx_i2c_probe（）函数虽然命名“探测”，但实际没有也不必进行任何探测工作，之所以这样命名完全是一种设计习惯。

与s3c24xx_i2c_probe（）函数完成相反功能的函数是s3c24xx_i2c_remove（）函数，它在适配器模块卸载函数调用platform_driver_unregister（）函数时被通过platform_driver的remove指针方式调用。

xxx_i2c_remove（）的设计模板见代码清单15.28。

代码清单15.28S3C2410I2C总线驱动中的s3c24xx_i2c_remove函数

1staticints3c24xx_i2c_remove（structplatform_device*pdev）

2{

3structs3c24xx_i2c*i2c=platform_get_drvdata（pdev）;

4

5if（i2c!

=NULL）{

6  s3c24xx_i2c_free（i2c）;

7  platform_set_drvdata（pdev,NULL）;

8}

9

10return0;

11}

代码清单15.27和15.28中用到的s3c24xx_i2c结构体进行适配器所有信息的封装，类似于私有信息结构体，它与代码清单15.12给出的xxx_i2c结构体模板对应。

代码清单15.29给出了s3c24xx_i2c结构体的定义，以及驱动模块定义的一个s3c24xx_i2c结构体全局实例。

代码清单15.29s3c24xx_i2c结构体

1structs3c24xx_i2c{

2spinlock_t  lock;

3wait_queue_head_twait;

4structi2c_msg  *msg;

5unsignedint  msg_num;

6unsignedint  msg_idx;

7unsignedint  msg_ptr;

8enums3c24xx_i2c_statestate;

9void__iomem  *regs;

10structclk  *clk;

11structdevice  *dev;

12structresource  *irq;

13structresource  *ioarea;

14structi2c_adapteradap;

15};

16

17staticstructs3c24xx_i2cs3c24xx_i2c={

18.lock=SPIN_LOCK_UNLOCKED,/*自旋锁未锁定*/

19.wait=__WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER（s3c24xx_i2c.wait）,/*等待队列初始化*/

20.adap={

21  .name   ="s3c2410-i2c",  

22  .owner   =THIS_MODULE,

23  .algo   =&s3c24xx_i2c_algorithm,

24  .retries  =2,

25  .class   =I2C_CLASS_HWMON,

26},

27};

15.5.4S3C2410I2C总线通信方法

由代码清单15.29第23行可以看出，I2C适配器对应的i2c_algorithm结构体实例为s3c24xx_i2c_algorithm，代码清单15.30给出了s3c24xx_i2c_algorithm的定义。

代码清单15.30S3C2410的i2c_algorithm结构体

1staticstructi2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm={

2.master_xfer  =s3c24xx_i2c_xfer,

3.functionality  =s3c24xx_i2c_func,

4};

上述代码第1行指定了S3C2410I2C总线通信传输函数s3c24xx_i2c_xfer（），这个函数是如此的关键，所有I2C总线上对设备的访问最终应该由它来完成，代码清单15.31给出了这个重要函数以及其依赖的s3c24xx_i2c_doxfer（）函数和s3c24xx_i2c_message_start（）函数的源代码。

代码清单15.31S3C2410I2C总线驱动的master_xfer函数

1staticints3c24xx_i2c_xfer（structi2c_adapter*adap,

2   structi2c_msg*msgs,intnum）

3{

4structs3c24xx_i2c*i2c=（structs3c24xx_i2c*）adap->algo_data;

5intretry;

6intret;

7

8for（retry=0;retryretries;retry++）{

9  ret=s3c24xx_i2c_doxfer（i2c,msgs,num）;

10  if（ret!

=-EAGAIN）

11   returnret;

12  udelay（100）;

13}

14

15return-EREMOTEIO;

16}

17

18staticints3c24xx_i2c_doxfer（structs3c24xx_i2c*i2c,structi2c_msg*msgs,intnum）

19{

20unsignedlongtimeout;

21intret;

22

23ret=s3c24xx_i2c_set_master（i2c）;

24if（ret!

=0）{

25  ret=-EAGAIN;

26  gotoout;

27}

28

29spin_lock_irq（&i2c->lock）;

30i2c->msg    =msgs;

31i2c->msg_num=num;

32i2c->msg_ptr=0;

33i2c->msg_idx=0;

34i2c->state  =STATE_START;

35s3c24xx_i2c_enable_irq（i2c）;

36s3c24xx_i2c_message_start（i2c,msgs）;

37spin_unlock_irq（&i2c->lock）;

38

39timeout=wait_event_timeout（i2c->wait,i2c->msg_num==0,HZ*5）;

40

41ret=i2c->msg_idx;

42

43if（timeout==0）

44  dev_dbg（i2c->dev,"timeout\n"）;

45elseif（ret!

=num）

46  dev_dbg（i2c->dev,"incompletexfer（%d）\n",ret）;

47

48msleep

（1）;/*确保停止位已经被传递*/

49

50out:

51returnret;

52}

53

54staticvoids3c24xx_i2c_message_start（structs3c24xx_i2c*i2c,

55         structi2c_msg*msg）

56{

57unsignedintaddr=（msg->addr&0x7f）<<1;

58unsignedlongstat;

59unsignedlongiiccon;

60

61stat=0;

62stat|=S3C2410_IICSTAT_TXRXEN;

63

64if（msg->flags&I2C_M_RD）{

65  stat|=S3C2410_IICSTAT_MASTER_RX;

66  addr|=1;

67}else

68  stat|=S3C2410_IICSTAT_MASTER_TX;

69if（msg->flags&I2C_M_REV_DIR_ADDR）

70  addr^=1;

71

72s3c24xx_i2c_enable_ack（i2c）;/*如果要使能ACK，则使能*/

73

74iiccon=readl（i2c->regs+S3C2410_IICCON）;

75writel（stat,i2c->regs+S3C2410_IICSTAT）;

76writeb（addr,i2c->regs+S3C2410_IICDS）;

77  

78udelay

（1）;/*在发送新的开始位前延迟1位*/

79writel（iiccon,i2c->regs+S3C2410_IICCON）;

80stat|=S3C2410_IICSTAT_START;

81writel（stat,i2c->regs+S3C2410_IICSTAT）;

82}

s3c24xx_i2c_xfer（）函数调用s3c24xx_i2c_doxfer（）函数传输I2C消息，第8行的循环意味着最多可以重试adap->retries次。

s3c24xx_i2c_doxfer（）首先将S3C2410的I2C适配器设置为I2C主设备，其后初始化s3c24xx_i2c结构体，使能I2C中断，并调用s3c24xx_i2c_message_start（）函数启动I2C消息的传输。

s3c24xx_i2c_message_start（）函数写S3C2410适配器对应的控制寄存器向I2C从设备传递开始位和从设备地址。

上述代码只是启动了I2C消息数组的传输周期，并没有完整实现图15.3中给出的algorithmmaster_xfer流程。

这个流程的完整实现需要借助I2C适配器上的中断来步步推进。

代码清单15.32给出了S3C2410I2C适配器中断处理函数以及其依赖的i2s_s3c_irq_nextbyte（）函数的源代码。

代码清单15.32S3C2410I2C适配器中断处理函数

1  staticirqreturn_ts3c24xx_i2c_irq（intirqno,void*dev_id,

2        structpt_regs*regs）

3  {

4  structs3c24xx_i2c*i2c=dev_id;

5  unsignedlongstatus;

6  unsignedlongtmp;

7  

8  status=readl（i2c->regs+S3C2410_IICSTAT）;

9  if（status&S3C2410_IICSTAT_ARBITR）{

10  ...  

11}

12

13if（i2c->state==STATE_IDLE）{

14  tmp=readl（i2c->regs+S3C2410_IICCON）;

15  tmp&=~S3C2410_IICCON_IRQPEND;

16  writel（tmp,i2c->regs+S3C2410_IICCON）;

17  gotoout;

18}

19  

20i2s_s3c_irq_nextbyte（i2c,status）;/*把传输工作进一步推进*/

21

22  out:

23returnIRQ_HANDLED;

24}

25

26staticinti2s_s3c_irq_nextbyte（structs3c24xx_i2c*i2c,unsignedlongiicstat）

27{

28unsignedlongtmp;

29unsignedcharbyte;

30intret=0;

31

32switch（i2c->state）{

33caseSTATE_IDLE:

34  gotoout;

35  break;

36caseSTATE_STOP:

37  s3c24xx_i2c_disable_irq（i2c）;  

38  gotoout_ack;

39caseSTATE_START:

40  /*我们最近做的一件事是启动一个新I2C消息*/

41  if（iicstat&S3C2410_IICSTAT_LASTBIT&&

42     !

（i2c->msg->flags&I2C_M_IGNORE_NAK））{

43   /*没有收到ACK*/

44   s3c24xx_i2c_stop（i2c,-EREMOTEIO）;

45   gotoout_ack;

46  }

47

48  if（i2c->msg->flags&I2C_M_RD）

49   i2c->state=STATE_READ;

50  else

51   i2c->state=STATE_WRITE;

52

53  /*仅一条消息，而且长度为0（主要用于适配器探测），发送停止位*/

54  if（is_lastmsg（i2c）&&i2c->msg->len==0）{

55   s3c24xx_i2c_stop（i2c,0）;

56   gotoout_ack;

57  }

58

59  if（i2c->state==STATE_READ）

60   gotoprepare_read;

61  /*进入写状态*/

62caseSTATE_WRITE:

63retry_write:

64  if（!

is_msgend（i2c））{

65   byte=i2c->msg->buf[i2c->msg_ptr++];

66   writeb（byte,i2c->regs+S3C2410_IICDS）;

67   

68  }elseif（!

is_lastmsg（i2c））{

69   /*推进到下一条消息*/

70   i2c->msg_ptr=0;

71   i2c->msg_idx++;

72   i2c->msg++;

73   

74   /*检查是否要为该消息产生开始位*/

75   if（i2c->msg->flags&I2C_M_NOSTART）{

76    if（i2c->msg->flags&I2C_M_RD）{

77     s3c24xx_i2c_stop（i2c,-EINVAL）;

78    }

79    gotoretry_write;

80   }else{   

81    /*发送新的开始位*/

82    s3c24xx_i2c_message_start（i2c,i2c->msg）;

83    i2c->state=STATE_START;

84   }

85  }else{   

86   s3c24xx_i2c_stop（i2c,0）;/*sendstop*/

87  }

88  break;

89caseSTATE_READ:

90  /*有一个字节可读，看是否还有消息要处理*/