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

static int __init i2c_adap_s3c_init(void)
{
         returnplatform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);
}

static void __exit i2c_adap_s3c_exit(void)
{
         platform_driver_unregister(&s3c24xx_i2c_driver);
}

总线驱动是基于platform来实现的，很符合设备驱动模型的思想。

static struct platform_drivers3c24xx_i2c_driver = {
         .probe                = s3c24xx_i2c_probe,
         .remove            = s3c24xx_i2c_remove,
         .id_table  = s3c24xx_driver_ids,
         .driver                = {
                   .owner     = THIS_MODULE,
                   .name       = "s3c-i2c",
                   .pm  = S3C24XX_DEV_PM_OPS,
                   .of_match_table= s3c24xx_i2c_match,
         },
};

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。

static int s3c24xx_i2c_probe(structplatform_device *pdev)
{
         ……
         /*初始化适配器信息 */
         strlcpy(i2c->adap.name,"s3c2410-i2c", sizeof(i2c->adap.name));
         i2c->adap.owner   = THIS_MODULE;
         i2c->adap.algo    = &s3c24xx_i2c_algorithm;
         i2c->adap.retries= 2;
         i2c->adap.class   = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD;
         i2c->tx_setup     = 50;

         /*初始化自旋锁和等待队列头 */
         spin_lock_init(&i2c->lock);
         init_waitqueue_head(&i2c->wait);

         /*映射寄存器 */
         res= platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
         i2c->ioarea= request_mem_region(res->start, resource_size(res),
                                                pdev->name);
         i2c->regs= ioremap(res->start, resource_size(res));

         /*设置I2C核心需要的信息 */
         i2c->adap.algo_data= i2c;
         i2c->adap.dev.parent= &pdev->dev;

         /*初始化I2C控制器 */
         ret= s3c24xx_i2c_init(i2c);

         /*申请中断 */
         i2c->irq= ret = platform_get_irq(pdev, 0);
         ret= request_irq(i2c->irq, s3c24xx_i2c_irq, 0,
                              dev_name(&pdev->dev), i2c);

   /* 注册I2C适配器 */
         ret= i2c_add_numbered_adapter(&i2c->adap);
         ……
}

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

static const struct i2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm = {
         .master_xfer             = s3c24xx_i2c_xfer,
         .functionality             = s3c24xx_i2c_func,
};

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；

static int s3c24xx_i2c_doxfer(structs3c24xx_i2c *i2c,
                                  struct i2c_msg *msgs, int num)
{
         ret =s3c24xx_i2c_set_master(i2c);

         i2c->msg     = msgs;
         i2c->msg_num= num;
         i2c->msg_ptr= 0;
         i2c->msg_idx= 0;
         i2c->state   = STATE_START;

         s3c24xx_i2c_message_start(i2c,msgs);
}

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：

static struct resource s3c_i2c_resource[] ={
         [0]= {
                   .start= S3C_PA_IIC,
                   .end   = S3C_PA_IIC + SZ_4K - 1,
                   .flags= IORESOURCE_MEM,
         },
         [1]= {
                   .start= IRQ_IIC,
                  .end  = IRQ_IIC,
                   .flags= IORESOURCE_IRQ,
         },
};

struct platform_device s3c_device_i2c0 = {
         .name                 = "s3c2410-i2c",   /* 设备名 */
#ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1
         .id               = 0,
#else
         .id               = -1,
#endif
         .num_resources         =ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),
         .resource   =s3c_i2c_resource,
};

struct s3c2410_platform_i2cdefault_i2c_data __initdata = {
         .flags                  = 0,
         .slave_addr      = 0x10,  /* I2C适配器的地址 */
         .frequency        = 100*1000,  /* 总线频率 */
         .sda_delay        = 100,   /* SDA边沿延迟时间ns */
};

void __init s3c_i2c0_set_platdata(structs3c2410_platform_i2c *pd)
{
         structs3c2410_platform_i2c *npd;

         if(!pd)
                   pd= &default_i2c_data;

         npd= s3c_set_platdata(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c),
                                   &s3c_device_i2c0);

         if(!npd->cfg_gpio)
                   npd->cfg_gpio= s3c_i2c0_cfg_gpio;
}

在板文件中把platform_device注册进内核：

static struct platform_device*mini2440_devices[] __initdata = {
         ……
         &s3c_device_i2c0,
……
};

调用s3c_i2c0_set_platdata 函数把适配器具体的数据赋值给dev.platform_data：

static void __init mini2440_init(void)
{
         ……
s3c_i2c0_set_platdata(NULL);
}

I2C总线驱动就分析到这里。