linux之i2c子系统架构---总线驱动

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

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

总线驱动是基于platform来实现的，很符合设备驱动模型的思想。

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。

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. /*初始化自旋锁和等待队列头 */
12. spin_lock_init(&i2c->lock);
13. init_waitqueue_head(&i2c->wait);
14. /*映射寄存器 */
15. res= platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
16. i2c->ioarea= request_mem_region(res->start, resource_size(res),
17. pdev->name);
18. i2c->regs= ioremap(res->start, resource_size(res));
19. /*设置I2C核心需要的信息 */
20. i2c->adap.algo_data= i2c;
21. i2c->adap.dev.parent= &pdev->dev;
22. /*初始化I2C控制器 */
23. ret= s3c24xx_i2c_init(i2c);
24. /*申请中断 */
25. i2c->irq= ret = platform_get_irq(pdev, 0);
26. ret= request_irq(i2c->irq, s3c24xx_i2c_irq, 0,
27. dev_name(&pdev->dev), i2c);
28. /* 注册I2C适配器 */
29. ret= i2c_add_numbered_adapter(&i2c->adap);
30. ……
31. }

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

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；

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. i2c->msg     = msgs;
6. i2c->msg_num= num;
7. i2c->msg_ptr= 0;
8. i2c->msg_idx= 0;
9. i2c->state   = STATE_START;
10. s3c24xx_i2c_message_start(i2c,msgs);
11. }

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：

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. struct platform_device s3c_device_i2c0 = {
14. .name                 = "s3c2410-i2c",   /* 设备名 */
15. #ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1
16. .id               = 0,
17. #else
18. .id               = -1,
19. #endif
20. .num_resources         =ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),
21. .resource   =s3c_i2c_resource,
22. };
23. struct s3c2410_platform_i2cdefault_i2c_data __initdata = {
24. .flags                  = 0,
25. .slave_addr      = 0x10,  /* I2C适配器的地址 */
26. .frequency        = 100*1000,  /* 总线频率 */
27. .sda_delay        = 100,   /* SDA边沿延迟时间ns */
28. };
29. void __init s3c_i2c0_set_platdata(structs3c2410_platform_i2c *pd)
30. {
31. structs3c2410_platform_i2c *npd;
32. if(!pd)
33. pd= &default_i2c_data;
34. npd= s3c_set_platdata(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c),
35. &s3c_device_i2c0);
36. if(!npd->cfg_gpio)
37. npd->cfg_gpio= s3c_i2c0_cfg_gpio;
38. }

在板文件中把platform_device注册进内核：

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：

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。