linux之I2C解析-------OK6410（二）
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linux之I2C解析-------OK6410（二）
2 I2C子系统2.1 LinuxI2C子系统架构
在内核中已经提供I2C子系统，所以在做I2C驱动之前，就必须要熟悉该子系统。
2.2 三大组成部分
1、I2C核心(i2c-core)
I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法(algorithm)上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。
2、I2C总线驱动(I2Cadapter/Algo driver)
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。
I2C总线驱动由i2c_adapter和i2c_algorithm来描述
3、I2C客户驱动程序(I2Cclient driver)
I2C客户驱动是对I2C从设备的软件实现，一个具体的I2C客户驱动包括两个部分：一部分是i2c_driver，用于将设备挂接于i2c总线；另一部分是设备本身的驱动。
I2C客户驱动程序由i2c_driver和i2c_client来描述
2.3 所有的I2C驱动代码位于drivers/i2c目录下
I2c-core.c 实现I2C核心的功能
I2c-dev.c 通用的从设备驱动
Chips 特定的I2C设备驱动
Busses I2C适配器的驱动
Algos 实现了一些I2C总线适配器的algorithm
2.4 I2C驱动编写的两种方法
从上面的图我们可以看到两种编写驱动方法，一种是利用系统提供的i2c-dev.c来实现一个i2c适配器的设备文件，然后通过在应用层操作I2C适配器来控制I2C设备；另一种是为I2C从设备独立编写一个设备驱动，不需要i2c-dev.c文件。
2.5 重要的数据结构
每次分析子系统免不了分析它的数据结构，OK我们先来分析一下。
I2c_adapter结构体代表I2C总线控制器
[cpp] view plaincopy
- struct i2c_adapter {
- struct module *owner;
- unsigned int
class; /*classes to allow probing for */
- const
struct i2c_algorithm*algo; /* 总线上数据传输的算法*/
- void *algo_data; /* algorithm 数据 */
- int timeout; /* injiffies */
- int retries; /* 重试次数 */
- struct device dev; /* the adapter device */
- int nr;
- char name[48]; /* 适配器名字 */
- struct completion dev_released; /* 用于同步 */
- };
I2c_algorithm对应一套通信方法
[cpp] view plaincopy
- struct i2c_algorithm {
- int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, intnum);
- int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,
- unsigned short flags, charread_write,
- u8 command, int size, unioni2c_smbus_data *data);
- u32 (*functionality) (structi2c_adapter *);
- };
Functionality 函数用于返回algorithm所支持的通信协议，比如I2C_FUNC_I2C,I2C_FUNC_10BIT_ADDR等。
Master_xfer 函数实现总线上数据传输，与具体的适配器有关
Master_xfer函数实现模板
[cpp] view plaincopy
- static
int i2c_adapter_xxx_xfer(structi2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num) - {
- ......
- for (i = 0; i < num; i++) {
- i2c_adapter_xxx_start(); /*产生起始位*/
- if (msgs->flags & I2C_M_RD) { /*读取*/
- i2c_adapter_xxx_setaddr((msg->addr << 1) | 1); /*发送从设备地址*/
- i2c_adapter_xxx_wait_ack(); /*获得从设备的ACK*/
- i2c_adapter_xxx_readbytes(msgs->buf,msgs->len); /*读取len长度的数据到buf中*/
- } else {
- i2c_adapter_xxx_setaddr(msg->addr << 1);
- i2c_adapter_xxx_wait_ack();
- i2c_adapter_xxx_writebytes(msgs->buf, msgs->len);
- }
- }
- i2c_adapter_xxx_stop(); /*产生停止位*/
- }
上面调用的函数用于完成适配器的底层硬件操作，与I2C适配器和CPU的具体硬件直接相关，需要由工程师根据芯片的数据手册来实现。在内核源码中，针对不同的I2C适配器都有master_xfer的实现，风格与模板不尽相同，但是可以用该模板作为参考来看源代码，受益匪浅。
I2c_driver代表I2C从设备驱动
[cpp] view plaincopy
- struct i2c_driver {
- unsignedint class;
- int(*attach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated; /*依附i2c适配器函数指针*/
- int(*detach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated;/*脱离i2c适配器函数指针*/
- int (*probe)(struct i2c_client*, const
struct i2c_device_id *); - int (*remove)(struct i2c_client*);
- int(*suspend)(struct i2c_client *, pm_message_t mesg);
- int(*resume)(struct i2c_client *);
- void(*alert)(struct i2c_client *, unsigned int data);
- int(*command)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg);
- struct device_driver driver;
- const
struct i2c_device_id*id_table; /* 该驱动所支持的设备ID表 */
- /*Device detection callback for automatic device creation */
- int(*detect)(struct i2c_client *, struct i2c_board_info *);
- constunsigned short *address_list;
- structlist_head clients;
- };
在新内核中，attach_adapter和detach_adapter已经被probe和remove取代
Id_table用于i2c_driver和i2c_client的匹配
I2c_client代表I2C从设备
[cpp] view plaincopy
- struct i2c_client {
- unsigned short flags; /*I2C_CLIENT_TEN：使用10位从地址，I2C_CLIENT_PEC：使用SMBus包错误检测*/
- unsignedshort addr; /* chipaddress - NOTE: 7bit */
- charname[I2C_NAME_SIZE];
- struct i2c_adapter *adapter; /* 依附的i2c_adapter */
- struct i2c_driver *driver; /* 依附的i2c_driver*/
- structdevice dev; /* the devicestructure */
- intirq; /* irq issuedby device */
- structlist_head detected;
- };
2.6 核心层提供的接口函数
1、 增加/删除I2C适配器
int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
int i2c_del_adapter(struct i2c_adapter *adap)
[cpp] view plaincopy
- static
int i2c_register_adapter(struct i2c_adapter *adap) - {
- res = device_register(&adap->dev);
- if (adap->nr <__i2c_first_dynamic_bus_num)
- i2c_scan_static_board_info(adap);
- bus_for_each_drv(&i2c_bus_type, NULL, adap, __process_new_adapter);
- }
Device_register(&adap->dev) 向I2C总线注册一个adapter设备
i2c_scan_static_board_info(adap) 注册所有已知的i2c_client
2、 增加/删除I2C从设备驱动
[cpp] view plaincopy
- int i2c_add_driver(struct i2c_driver *driver)
- void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)
- inti2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
- {
- /* add the driver to the list of i2c drivers inthe driver core */
- driver->driver.owner = owner;
- driver->driver.bus = &i2c_bus_type;
- res = driver_register(&driver->driver);
- /* Walk the adapters that are already present*/
- i2c_for_each_dev(driver, __process_new_driver);
- }
driver_register(&driver->driver) 向I2C总线注册一个i2c_driver
3、 i2c传输，发送和接收
[cpp] view plaincopy
- int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg*msgs, int num)
- int i2c_master_send(const
struct i2c_client *client, constchar *buf, int count) - int i2c_master_recv(const
struct i2c_client *client, char*buf, int count)
- int i2c_transfer(structi2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)
- {
- if (adap->algo->master_xfer) {
- for (ret = 0, try = 0; try <=adap->retries; try++) {
- ret = adap->algo->master_xfer(adap, msgs,num);
- }
- }
- }
最终会调用到适配器实现的master_xfer函数来完成数据传输工作 |
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