linux内核i2c子系统驱动(二) -凯发app官方网站

上一篇文章讲述了i2c子系统体系结构，总线驱动、设备驱动的知识点，下面就s3c2440 i2c总线驱动的实现详细讲解，它的源码位于drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c

一、i2c平台设备资源

      iic驱动中使用的平台设备与前面看门狗、rtc等方式原理相同，但定义路径有所不同，并且设置了额外一些参数。mach_smdk2440.c文件中smdk2440_machine_init函数初始化了平台设备，还对s3c_device_i2c0平台设备进行额外的设置(s3c_i2c0_set_platdata)，s3c_device_i2c0平台设备定义在arch/arm/plat-s3c/dev-i2c0.c。

static void __init smdk2440_machine_init(void)

{

       s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);

       s3c_i2c0_set_platdata(null);

       platform_add_devices(smdk2440_devices, array_size(smdk2440_devices));

       smdk_machine_init();

}

下面是s3c_device_i2c0平台设备相关部分，s3c_i2c0_set_platdata初始化s3c_device_i2c0.dev.platform_data为default_i2c_data0

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",

#ifdef config_s3c_dev_i2c1

       .id             = 0,

#else

       .id             = -1,

#endif

       .num_resources       = array_size(s3c_i2c_resource),

       .resource   = s3c_i2c_resource,

};

static struct s3c2410_platform_i2c default_i2c_data0 __initdata = {

       .flags             = 0,

       .slave_addr     = 0x10,

       .frequency      = 100*1000,

       .sda_delay      = 100,

};

void __init s3c_i2c0_set_platdata(struct s3c2410_platform_i2c *pd)

{

       struct s3c2410_platform_i2c *npd;

       if (!pd)

              pd = &default_i2c_data0;

       npd = kmemdup(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c), gfp_kernel);

       if (!npd)

              printk(kern_err "%s: no memory for platform data\n", __func__);

       else if (!npd->cfg_gpio)

              npd->cfg_gpio = s3c_i2c0_cfg_gpio;

       s3c_device_i2c0.dev.platform_data = npd;

}

void s3c_i2c0_cfg_gpio(struct platform_device *dev)

{         //  位于arch/arm/plat-s3c24xx/setup-i2c.c

       s3c2410_gpio_cfgpin(s3c2410_gpe(15), s3c2410_gpe15_iicsda);

       s3c2410_gpio_cfgpin(s3c2410_gpe(14), s3c2410_gpe14_iicscl);

}

二、总线驱动实现

1.i2c适配器驱动加载卸载

      i2c_adap_s3c_init注册i2c平台驱动s3c24xx_i2c_driver，它是platform_driver结构体，不要误解为i2c_driver。同时还实现了probe、remove、id_table、driver，其中suspend、resume在driver中实现。i2c_adap_s3c_exit注销s3c24xx_i2c_driver。

      关于平台驱动s3c24xx_i2c_driver中名字为s3c_i2c与平台设备中名字s3c2410-i2c不一样，怎么匹配？这里主要在于id_table，s3c24xx_driver_ids包含了驱动所支持的设备id表，判断这个表中的名字与平台设备中名字一致，则匹配成功。

2.i2c通信方法

      i2c适配器的通信方法整个驱动的重点，主要实现i2c_algorithm的master_xfer()和functionality()。s3c24xx_i2c_xfer中调用了s3c24xx_i2c_doxfer，然后启动i2c，并且通过中断s3c24xx_i2c_irq和i2s_s3c_irq_nextbyte来一步步推进传输工作。

      通信方法传输是以消息为单位的，所有先了解消息结构体。消息i2c_msg包括地址、标志、一条消息包含的数据及长度。

struct i2c_msg {

       __u16 addr;    /* slave address                    */

       __u16 flags;

#define i2c_m_ten            0x0010    /* this is a ten bit chip address */

#define i2c_m_rd              0x0001    /* read data, from slave to master */

#define i2c_m_nostart           0x4000    /* if i2c_func_protocol_mangling */

#define i2c_m_rev_dir_addr 0x2000    /* if i2c_func_protocol_mangling */

#define i2c_m_ignore_nak    0x1000    /* if i2c_func_protocol_mangling */

#define i2c_m_no_rd_ack             0x0800    /* if i2c_func_protocol_mangling */

#define i2c_m_recv_len         0x0400    /* length will be first received byte */

       __u16 len;             /* msg length                       */

       __u8 *buf;             /* pointer to msg data                  */

};

      代码中提到的is_lastmsg、is_msglast、is_msgend到底判断是什么？在s3c24xx_i2c中定义的struct i2c_msg       *msg看出可以包含多条消息，而一条消息有可能包含多个数据，比如对于at24c02页写就包含多个数据。is_lastmsg判断是否是消息中最后一条，使用了变量msg_idx；is_msglast判断是否一条消息中最后一个数据，is_msgend判断是否是一条消息全部完成，所以这两个函数使用变量时msg_ptr。

      下面就根据at24c02具体的讲解s3c24xx_i2c_irq和i2s_s3c_irq_nextbyte如何实现传输。

      任意地址字节写时序如上所示，只需要一条消息即可。其中flag位为写，写0即可，消息包括两个数据目标地址、数据，消息如下所示。

struct i2c_msg *msg;

msg=malloc(sizeof(struct i2c_msg));

msg.len=2;    // 1个目标地址和1个数据

msg.addr=0x50; // 设备地址

msg.flags=0;  // write

msg.buf=(unsigned char*)malloc(2);

msg.buf[0]=0x10;// 目标地址

msg.buf[1]=0x58;// the data to write

      s3c24xx_i2c_xfer中调用了s3c24xx_i2c_doxfer，在s3c24xx_i2c_doxfer中把消息传入i2c->msg，使能中断，置i2c->state 为state_start，调用s3c24xx_i2c_message_start启动i2c发送设备地址，就等待中断来做后续工作。当设备地址发送后就会进入中断，继续进入i2s_s3c_irq_nextbyte的state_start，判断消息为写，置i2c->state 为state_write，跳入state_write，在retry_write这一段中，if先判断是否一条消息所有数据发送完，没发送完，则每次发送一条等待下次中断进入，每发送一个数据都要清pend位；发送完else if判断是否最后一条消息，如果不是则要指针指向下一条消息继续if的步骤；最后else为发送完成，停止i2c。针对任意字节写只有一条消息，if中发送两次就完成本条消息传输。

      任意地址字节读时序如上所示，需两条消息。第一条，写目标地址，flag位为写；第二条，读取数据，flag位为读，第一条与第二条消息之间要发送start。

struct i2c_msg *msgs;

msgs=malloc(2*sizeof(struct i2c_msg));

msgs[0].len=1; // 目标地址

msgs[0].addr=0x50; // 设备地址

msgs[0].flags=0; // write

msgs[0].buf=(unsigned char*)malloc(1);

msgs[0].buf[0]=0x10; // 目标地址

msgs[1].len=1; // 读出的数据

msgs[1].addr=0x50; // 设备地址

msgs[1].flags=i2c_m_rd; // read

msgs[1].buf=(unsigned char*)malloc(1);

msgs[1].buf[0]=0;// 初始化读缓冲

      直接从中断开始讲，发送设备地址后，进入state_start，判断第一条消息为写，置i2c->state 为state_write，跳入state_write，第一条消息有一个数据，发送完成后，在else if中判断不是此条消息不是最后一条，就会执行else if中指向下一条消息，s3c24xx_i2c_message_start重新发送start，置i2c->state 为state_start。下次进入中跳到state_start，判断第二条消息为读，置i2c->state 为state_read跳入state_read，第二条消息只有一个数据，关闭ack，接收一个字节，停止i2c。看完这两个例子，再看i2s_s3c_irq_nextbyte就容易理解。