IIC设备驱动(linux-3.4.2)

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总线(bus)-设备(dev)-驱动(drv)模型


一、IIC设备的4种构建方法
1、 定义一个i2c_board_info, 里面有:名字, 设备地址
    然后i2c_register_board_info(busnum, ...)   (把它们放入__i2c_board_list链表)
                list_add_tail(&devinfo->list, &__i2c_board_list);

    链表何时使用:
    i2c_register_adapter > i2c_scan_static_board_info > i2c_new_device                    

    使用限制:必须在 i2c_register_adapter 之前 i2c_register_board_info
    所以:不适合我们动态加载insmod

xxx_dev.c源码

//dev
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/regmap.h>
#include <linux/slab.h>


static struct i2c_board_info at24cxx_info = {	
	I2C_BOARD_INFO("at24c08", 0x50),
};

static struct i2c_client *at24cxx_client;

static int at24cxx_dev_init(void)
{
	struct i2c_adapter *i2c_adap;

	i2c_adap = i2c_get_adapter(0);
	at24cxx_client = i2c_new_device(i2c_adap, &at24cxx_info);
	i2c_put_adapter(i2c_adap);
	
	return 0;
}

static void at24cxx_dev_exit(void)
{
	i2c_unregister_device(at24cxx_client);
}


module_init(at24cxx_dev_init);
module_exit(at24cxx_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

 at24cxx_drv.c源码(1、2、3通用)

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/regmap.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>


static int major;
static struct class *class;
static struct i2c_client *at24cxx_client;

/* 传入: buf[0] : addr
 * 输出: buf[0] : data
 */
static ssize_t at24cxx_read(struct file * file, char __user *buf, size_t count, loff_t *off)
{
	unsigned char addr, data;
	
	copy_from_user(&addr, buf, 1);
	data = i2c_smbus_read_byte_data(at24cxx_client, addr);
	copy_to_user(buf, &data, 1);
	return 1;
}

/* buf[0] : addr
 * buf[1] : data
 */
static ssize_t at24cxx_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t *off)
{
	unsigned char ker_buf[2];
	unsigned char addr, data;

	copy_from_user(ker_buf, buf, 2);
	addr = ker_buf[0];
	data = ker_buf[1];

	printk("addr = 0x%02x, data = 0x%02x\n", addr, data);

	if (!i2c_smbus_write_byte_data(at24cxx_client, addr, data))
		return 2;
	else
		return -EIO;	
}

static struct file_operations at24cxx_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.read  = at24cxx_read,
	.write = at24cxx_write,
};

static int __devinit at24cxx_probe(struct i2c_client *client,
				  const struct i2c_device_id *id)
{
	at24cxx_client = client;
		
	//printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	major = register_chrdev(0, "at24cxx", &at24cxx_fops);
	class = class_create(THIS_MODULE, "at24cxx");
	device_create(class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "at24cxx"); /* /dev/at24cxx */
	
	return 0;
}

static int __devexit at24cxx_remove(struct i2c_client *client)
{
	//printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	device_destroy(class, MKDEV(major, 0));
	class_destroy(class);
	unregister_chrdev(major, "at24cxx");
		
	return 0;
}

static const struct i2c_device_id at24cxx_id_table[] = {
	{ "at24c08", 0 },
	{}
};


/* 1. 分配/设置i2c_driver */
static struct i2c_driver at24cxx_driver = {
	.driver	= {
		.name	= "100ask",
		.owner	= THIS_MODULE,
	},
	.probe		= at24cxx_probe,
	.remove		= __devexit_p(at24cxx_remove),
	.id_table	= at24cxx_id_table,
};

static int at24cxx_drv_init(void)
{
	/* 2. 注册i2c_driver */
	i2c_add_driver(&at24cxx_driver);
	
	return 0;
}

static void at24cxx_drv_exit(void)
{
	i2c_del_driver(&at24cxx_driver);
}


module_init(at24cxx_drv_init);
module_exit(at24cxx_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

 at24cxx_i2c_test.c源码


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

/* i2c_test r addr
 * i2c_test w addr val
 */

void print_usage(char *file)
{
	printf("%s r addr\n", file);
	printf("%s w addr val\n", file);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	unsigned char buf[2];
	
	if ((argc != 3) && (argc != 4))
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}

	fd = open("/dev/at24cxx", O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open /dev/at24cxx\n");
		return -1;
	}

	if (strcmp(argv[1], "r") == 0)
	{
		buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);
		read(fd, buf, 1);
		printf("data: %c, %d, 0x%2x\n", buf[0], buf[0], buf[0]);
	}
	else if ((strcmp(argv[1], "w") == 0) && (argc == 4))
	{
		buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);
		buf[1] = strtoul(argv[3], NULL, 0);
		if (write(fd, buf, 2) != 2)
			printf("write err, addr = 0x%02x, data = 0x%02x\n", buf[0], buf[1]);
	}
	else
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}
	
	return 0;
}
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2 、直接i2c_new_device, i2c_new_probed_device
    i2c_new_device        : 认为设备肯定存在
    i2c_new_probed_device :对于"已经识别出来的设备"(probed_device),才会创建("new")
          i2c_new_probed_device
              probe(adap, addr_list[i])   /* 确定设备是否真实存在 */
                   info->addr = addr_list[i];
                  i2c_new_device(adap, info);

xxx_dev.c的源码

//******dev******************
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/regmap.h>
#include <linux/slab.h>

static struct i2c_client *at24cxx_client;

static const unsigned short addr_list[] = { 0x60, 0x50, I2C_CLIENT_END };

static int at24cxx_dev_init(void)
{
	struct i2c_adapter *i2c_adap;
	struct i2c_board_info at24cxx_info;

	memset(&at24cxx_info, 0, sizeof(struct i2c_board_info));	
	strlcpy(at24cxx_info.type, "at24c08", I2C_NAME_SIZE);

	i2c_adap = i2c_get_adapter(0);
	at24cxx_client = i2c_new_probed_device(i2c_adap, &at24cxx_info, addr_list, NULL);
    //at24cxx_client = i2c_new_device(i2c_adap, &at24cxx_info);强制认为设备存在,忽略addr_list
	i2c_put_adapter(i2c_adap);

	if (at24cxx_client)
		return 0;
	else
		return -ENODEV;
}

static void at24cxx_dev_exit(void)
{
	i2c_unregister_device(at24cxx_client);
}


module_init(at24cxx_dev_init);
module_exit(at24cxx_dev_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

3 、从用户空间创建设备
     创建设备
     echo at24c08 0x50 > /sys/class/i2c-adapter/i2c-0/new_device

     导致i2c_new_device被调用

    删除设备
    echo 0x50 > /sys/class/i2c-adapter/i2c-0/delete_device

    导致i2c_unregister_device

4 、前面的3种方法都要事先确定适配器(I2C总线,I2C控制器)
    如果我事先并不知道这个I2C设备在哪个适配器上,怎么办?去class表示的所有的适配器上查找
    如果适配器上一些I2C设备的地址是一样,怎么继续分辨它是哪一款?用detect函数

   static struct i2c_driver at24cxx_driver = {
    .class  = I2C_CLASS_HWMON, /* 表示去哪些适配器上找设备 */
    .driver    = {
        .name    = "100ask",
        .owner    = THIS_MODULE,
    },
    .probe        = at24cxx_probe,
    .remove        = __devexit_p(at24cxx_remove),
    .id_table    = at24cxx_id_table,
    .detect     = at24cxx_detect,  /* 用这个函数来检测设备确实存在 */
    .address_list    = addr_list,   /* 这些设备的地址 */
};

    
去"class表示的这一类"I2C适配器,用"detect函数"来确定能否找到"address_list里的设备",
如果能找到就调用i2c_new_device来注册i2c_client, 这会和i2c_driver的id_table比较,
如果匹配,调用probe

i2c_add_driver
    i2c_register_driver
        a. at24cxx_driver放入i2c_bus_type的drv链表
           并且从dev链表里取出能匹配的i2c_client并调用probe
        driver_register
            
        
        b. 对于每一个适配器,调用__process_new_driver
           对于每一个适配器,调用它的函数确定address_list里的设备是否存在
           如果存在,再调用detect进一步确定、设置,然后i2c_new_device
        /* Walk the adapters that are already present */
        i2c_for_each_dev(driver, __process_new_driver);
            __process_new_driver
                i2c_do_add_adapter
                    /* Detect supported devices on that bus, and instantiate them */
                    i2c_detect(adap, driver);
                        for (i = 0; address_list[i] != I2C_CLIENT_END; i += 1) {
                            err = i2c_detect_address(temp_client, driver);
                                        /* 判断这个设备是否存在:简单的发出S信号确定有ACK */
                                        if (!i2c_default_probe(adapter, addr))
                                            return 0;
                                        
                                        memset(&info, 0, sizeof(struct i2c_board_info));
                                        info.addr = addr;    
                                        
                                        // 设置info.type
                                        err = driver->detect(temp_client, &info);
                    
                                        i2c_new_device

xxx_drv.c源码

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/err.h>
#include <linux/regmap.h>
#include <linux/slab.h>


static int __devinit at24cxx_probe(struct i2c_client *client,
				  const struct i2c_device_id *id)
{
	printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

static int __devexit at24cxx_remove(struct i2c_client *client)
{
	printk("%s %s %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
	return 0;
}

static const struct i2c_device_id at24cxx_id_table[] = {
	{ "at24c08", 0 },
	{}
};

static int at24cxx_detect(struct i2c_client *client,
		       struct i2c_board_info *info)
{
	/* 能运行到这里, 表示该addr的设备是存在的
	 * 但是有些设备单凭地址无法分辨(A芯片的地址是0x50, B芯片的地址也是0x50)
	 * 还需要进一步读写I2C设备来分辨是哪款芯片
	 * detect就是用来进一步分辨这个芯片是哪一款,并且设置info->type
	 */
	
	printk("at24cxx_detect : addr = 0x%x\n", client->addr);

	/* 进一步判断是哪一款 */
	
	strlcpy(info->type, "at24c08", I2C_NAME_SIZE);
	return 0;
}

static const unsigned short addr_list[] = { 0x60, 0x50, I2C_CLIENT_END };

/* 1. 分配/设置i2c_driver */
static struct i2c_driver at24cxx_driver = {
	.class  = I2C_CLASS_HWMON, /* 表示去哪些适配器上找设备 */
	.driver	= {
		.name	= "100ask",
		.owner	= THIS_MODULE,
	},
	.probe		= at24cxx_probe,
	.remove		= __devexit_p(at24cxx_remove),
	.id_table	= at24cxx_id_table,
	.detect     = at24cxx_detect,  /* 用这个函数来检测设备确实存在 */
	.address_list	= addr_list,   /* 这些设备的地址 */
};

static int at24cxx_drv_init(void)
{
	/* 2. 注册i2c_driver */
	i2c_add_driver(&at24cxx_driver);
	
	return 0;
}

static void at24cxx_drv_exit(void)
{
	i2c_del_driver(&at24cxx_driver);
}


module_init(at24cxx_drv_init);
module_exit(at24cxx_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");


二、使用内核自带I2C程序访问I2C设备

配置内核
    Device Drivers
     I2C support
        <*>   I2C device interface   //i2c-dev.c

测试程序


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include "i2c-dev.h"


/* i2c_usr_test </dev/i2c-0> <dev_addr> r addr
 * i2c_usr_test </dev/i2c-0> <dev_addr> w addr val
 */

void print_usage(char *file)
{
	printf("%s </dev/i2c-0> <dev_addr> r addr\n", file);
	printf("%s </dev/i2c-0> <dev_addr> w addr val\n", file);
}

int main(int argc, char **argv)
{
	int fd;
	unsigned char addr, data;
	int dev_addr;
	
	if ((argc != 5) && (argc != 6))
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}

	fd = open(argv[1], O_RDWR);
	if (fd < 0)
	{
		printf("can't open %s\n", argv[1]);
		return -1;
	}

	dev_addr = strtoul(argv[2], NULL, 0);//设备地址
	if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, dev_addr) < 0)
	{    
		/* ERROR HANDLING; you can check errno to see what went wrong */    
		printf("set addr error!\n");
		return -1;
	}

	if (strcmp(argv[3], "r") == 0)
	{
		addr = strtoul(argv[4], NULL, 0);
		
		data = i2c_smbus_read_word_data(fd, addr);
			
		printf("data: %c, %d, 0x%2x\n", data, data, data);
	}
	else if ((strcmp(argv[3], "w") == 0) && (argc == 6))
	{
		addr = strtoul(argv[4], NULL, 0);
		data = strtoul(argv[5], NULL, 0);
		i2c_smbus_write_byte_data(fd, addr, data);		
	}
	else
	{
		print_usage(argv[0]);
		return -1;
	}
	
	return 0;
}

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