linux之i2c子系统架构，linuxi2c子系统


编写i2c设备驱动(从设备)一般有两种方式：

1.用户自己编写独立的从设备驱动，应用程序直接使用即可。

2.linux内核内部已经实现了一个通用的设备驱动，利用通用设备驱动编写一个应用程序(用户态驱动)，在应用程序中用到大量设备驱动提供的接口，通过应用程序来控制从设备。

 

 

 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  
  1. static int __init i2c_adap_s3c_init(void)  
  2. {  
  3.          returnplatform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);  
  4. }  
  5.    
  6. static void __exit i2c_adap_s3c_exit(void)  
  7. {  
  8.          platform_driver_unregister(&s3c24xx_i2c_driver);  
  9. }  

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  
  1. static struct platform_drivers3c24xx_i2c_driver = {  
  2.          .probe                = s3c24xx_i2c_probe,  
  3.          .remove            = s3c24xx_i2c_remove,  
  4.          .id_table  = s3c24xx_driver_ids,  
  5.          .driver                = {  
  6.                    .owner     = THIS_MODULE,  
  7.                    .name       = "s3c-i2c",  
  8.                    .pm  = S3C24XX_DEV_PM_OPS,  
  9.                    .of_match_table= s3c24xx_i2c_match,  
  10.          },  
  11. };  

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  
  1. static int s3c24xx_i2c_probe(structplatform_device *pdev)  
  2. {  
  3.          ……  
  4.          /*初始化适配器信息 */  
  5.          strlcpy(i2c->adap.name,"s3c2410-i2c", sizeof(i2c->adap.name));  
  6.          i2c->adap.owner   = THIS_MODULE;  
  7.          i2c->adap.algo    = &s3c24xx_i2c_algorithm;  
  8.          i2c->adap.retries= 2;  
  9.          i2c->adap.class   = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD;  
  10.          i2c->tx_setup     = 50;  
  11.    
  12.          /*初始化自旋锁和等待队列头 */  
  13.          spin_lock_init(&i2c->lock);  
  14.          init_waitqueue_head(&i2c->wait);  
  15.    
  16.          /*映射寄存器 */  
  17.          res= platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);  
  18.          i2c->ioarea= request_mem_region(res->start, resource_size(res),  
  19.                                                 pdev->name);  
  20.          i2c->regs= ioremap(res->start, resource_size(res));  
  21.    
  22.          /*设置I2C核心需要的信息 */  
  23.          i2c->adap.algo_data= i2c;  
  24.          i2c->adap.dev.parent= &pdev->dev;  
  25.    
  26.          /*初始化I2C控制器 */  
  27.          ret= s3c24xx_i2c_init(i2c);  
  28.    
  29.          /*申请中断 */  
  30.          i2c->irq= ret = platform_get_irq(pdev, 0);  
  31.          ret= request_irq(i2c->irq, s3c24xx_i2c_irq, 0,  
  32.                               dev_name(&pdev->dev), i2c);  
  33.    
  34.    /* 注册I2C适配器 */  
  35.          ret= i2c_add_numbered_adapter(&i2c->adap);  
  36.          ……  
  37. }  

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  
  1. static const struct i2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm = {  
  2.          .master_xfer             = s3c24xx_i2c_xfer,  
  3.          .functionality             = s3c24xx_i2c_func,  
  4. };  

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  
  1. static int s3c24xx_i2c_doxfer(structs3c24xx_i2c *i2c,  
  2.                                   struct i2c_msg *msgs, int num)  
  3. {  
  4.          ret =s3c24xx_i2c_set_master(i2c);  
  5.    
  6.          i2c->msg     = msgs;  
  7.          i2c->msg_num= num;  
  8.          i2c->msg_ptr= 0;  
  9.          i2c->msg_idx= 0;  
  10.          i2c->state   = STATE_START;  
  11.    
  12.          s3c24xx_i2c_message_start(i2c,msgs);  
  13. }  

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  
  1. static struct resource s3c_i2c_resource[] ={  
  2.          [0]= {  
  3.                    .start= S3C_PA_IIC,  
  4.                    .end   = S3C_PA_IIC + SZ_4K - 1,  
  5.                    .flags= IORESOURCE_MEM,  
  6.          },  
  7.          [1]= {  
  8.                    .start= IRQ_IIC,  
  9.                   .end  = IRQ_IIC,  
  10.                    .flags= IORESOURCE_IRQ,  
  11.          },  
  12. };  
  13.    
  14. struct platform_device s3c_device_i2c0 = {  
  15.          .name                 = "s3c2410-i2c",   /* 设备名 */  
  16. #ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1  
  17.          .id               = 0,  
  18. #else  
  19.          .id               = -1,  
  20. #endif  
  21.          .num_resources         =ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),  
  22.          .resource   =s3c_i2c_resource,  
  23. };  
  24.    
  25. struct s3c2410_platform_i2cdefault_i2c_data __initdata = {  
  26.          .flags                  = 0,  
  27.          .slave_addr      = 0x10,  /* I2C适配器的地址 */  
  28.          .frequency        = 100*1000,  /* 总线频率 */  
  29.          .sda_delay        = 100,   /* SDA边沿延迟时间ns */  
  30. };  
  31.    
  32. void __init s3c_i2c0_set_platdata(structs3c2410_platform_i2c *pd)  
  33. {  
  34.          structs3c2410_platform_i2c *npd;  
  35.    
  36.          if(!pd)  
  37.                    pd= &default_i2c_data;  
  38.    
  39.          npd= s3c_set_platdata(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c),  
  40.                                    &s3c_device_i2c0);  
  41.    
  42.          if(!npd->cfg_gpio)  
  43.                    npd->cfg_gpio= s3c_i2c0_cfg_gpio;  
  44. }  

在板文件中把platform_device注册进内核：

[cpp] view plaincopy  
  1. static struct platform_device*mini2440_devices[] __initdata = {  
  2.          ……  
  3.          &s3c_device_i2c0,  
  4. ……  
  5. };  

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  
  1. static void __init mini2440_init(void)  
  2. {  
  3.          ……  
  4. s3c_i2c0_set_platdata(NULL);  
  5. }  

I2C总线驱动就分析到这里。

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