S3C2440 Linux2.6 I2C驱动程序之框架和编写（二十八）
https://www.cnblogs.com/lifexy/p/7816324.html
上一节 我们学习了：
IIC接口下的AT24C02驱动分析：https://blog.csdn.net/xiaodingqq/article/details/81808875
接下来本节，学习Linux下如何利用linux下I2C驱动体系结构来操作AT24C02
1、I2C体系结构分析
1.1 首先进入linux内核的driver/i2c目录下，如下图所示：
其中重要的文件介绍如下：
1）algos文件夹（algorithms）
里面保存I2C的通信方面的算法
2）busses文件夹
里面保存I2C总线驱动相关的文件，比如i2c-omap.c、 i2c-versatile.c、 i2c-s3c2410.c等。
3）chips文件夹
里面保存I2C设备驱动相关的文件夹，如下图所示，比如mt41t00，就是RTC实时时钟
4） i2c-core.c
这个文件实现了I2C核心的功能（I2C总线的初始化、注册和适配器添加和注销等相关工作）以及/proc/bus/i2c*接口。
5）i2c-dev.c
提供了通用的read（）、write（）和ioctl（）等接口，实现了适配器设备文件的功能，其中I2C设备的主设备号都为89，次设备号为0~255。
应用层可以借用这些接口访问挂接在适配器上的I2C设备的存储空间或寄存器，并控制I2C设备的工作方式。
显然，它和前几次驱动类似，I2C也分为总线驱动和设备驱动，总线就是协议相关的，它知道如何收发数据，但不知道数据含义，设备驱动却知道数据含义
1.2 I2C驱动架构，如下图所示：
如上图所示，每一条I2C对应一个adapter适配器，在Kernel中，adapter适配器是通过struct adapter结构体定义，主要是通过i2c core层将i2c设备与i2c adapter关联起来。
在kernel中，提供了两个adapter注册接口，分别为i2c_add_adapter()和i2c_add_numbered_adapter()。由于在系统中可能存在多个adapter，因为将每一条I2C总线对应一个编号，下文中称为I2C总线号。这个总线号的PCI中的总线号不同。它和硬件无关，只是软件上便于区分而已。
对于i2c_add_adapter()而言，它使用的是动态总线号，即由系统给其分析一个总线号，而i2c_add_numbered_adapter()则是自己指定总线号，如果这个总线号非法或者是被占用，就会注册失败。
2、接下来便分析I2C总线驱动
参考drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c
在init函数中，注册一个"s3c2440-i2c"的platform平台驱动，我们来看看probe函数做了些什么。
3、进入s3c24xx_i2c_probe函数
static int s3c24xx_i2c_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct s3c24xx_i2c *i2c = &s3c24xx_i2c;
... ...
/* 获取，使能I2C时钟 */
i2c->clk = clk_get(&pdev->dev, "i2c"); //获取i2c时钟
clk_enable(i2c->clk); //使能i2c时钟
... ...
/* 获取资源 */
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
i2c->regs = ioremap(res->start, (res->end-res->start)+1);
... ...
/* 设置i2c_adapter适配器结构体，将i2c结构体设为adap私有数据 */
i2c->adap.algo_data = i2c; //i2c_adapter适配器指向s3c24xx_i2c
i2c->adap.dev.parent = &pdev->dev;
/* initialise the i2c controller */
/* 初始化2440的I2C相关寄存器 */
ret = s3c24xx_i2c_init(i2c);
if (ret != 0)
goto err_iomap;
... ...
/* 注册中断服务函数 */
ret = request_irq(res->start, s3c24xx_i2c_irq, IRQF_DISABLED,
pdev->name, i2c);
... ...
/* 注册i2c_adapter适配器结构体 */
ret = i2c_add_adapter(&i2c->adap);
}
其中i2c_adapter结构体是放在s3c24xx_i2c->adap下，如下图所示：
4、接下来我们进入i2c_add_adapter()函数看看，到底如何注册的
int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
{
int id, res = 0;
retry:
if (idr_pre_get(&i2c_adapter_idr, GFP_KERNEL) == 0) //调用idr_pre_get()为i2c_adapter预留内存空间
return -ENOMEM;
mutex_lock(&core_lists);
/* "above" here means "above or equal to", sigh */
res = idr_get_new_above(&i2c_adapter_idr, adapter,__i2c_first_dynamic_bus_num, &id);
//调用idr_get_new_above()将结构插入i2c_adapter_idr中,并将插入的位置赋给id,以后可以通过id在i2c_adapter_idr中找到相应的i2c_adapter结构体
mutex_unlock(&core_lists);
if (res < 0) {
if (res == -EAGAIN)
goto retry;
return res;
}
adapter->nr = id;
return i2c_register_adapter(adapter); //调用i2c_register_adapter()函数进一步来注册.
}其中register_adapter()函数代码如下所示：
static int i2c_register_adapter(struct i2c_adapter *adap)
{
struct list_head *item; //链表头,用来存放i2c_driver结构体的表头
struct i2c_driver *driver; //i2c_driver,用来描述一个IIC设备驱动
list_add_tail(&adap->list, &adapters); //添加到内核的adapter链表中
... ...
list_for_each(item,&drivers) { //for循环,从drivers链表里找到i2c_driver结构体的表头
driver = list_entry(item, struct i2c_driver, list); //通过list_head表头,找到i2c_driver结构体
if (driver->attach_adapter)
/* We ignore the return code; if it fails, too bad */
driver->attach_adapter(adap);
//调用i2c_driver的attach_adapter函数来看看,这个新注册的设配器是否支持i2c_driver
}
}在i2c_register_adapter()函数里主要执行以下几步：
1 将adapter放入i2c_bus_type的adapter链表
2 将所有的i2c设备调出来，执行i2c_driver设备的attach_adapter函数来匹配
其中，i2c_driver结构体会在后面讲述到
而i2c_adapter适配器结构体的成员结构，如下所示：
struct i2c_adapter {
struct module *owner; //所属模块
unsigned int id; //algorithm的类型，定义于i2c-id.h，
unsigned int class;
const struct i2c_algorithm *algo; //总线通信方法结构体指针
void *algo_data; //algorithm数据
struct mutex bus_lock; //控制并发访问的自旋锁
struct mutex clist_lock;
int timeout;
int retries; //重试次数
struct device dev; //适配器设备
int nr; //存放在i2c_adapter_idr里的位置号
struct list_head clients;
struct list_head list;
char name[48]; //适配器名称
struct completion dev_released;
};
i2c_adapter表示物理上的一个i2c设备（适配器），在i2c-s3c2410.c中，是存放在s3c24xx_i2c结构体下的(struct i2c_adapter adap)成员中
5、其中s3c24xx_i2c的结构体成员如下所示
/* i2c bus registration info */
static const struct i2c_algorithm s3c24xx_i2c_algorithm = {
.master_xfer = s3c24xx_i2c_xfer, //主机传输
.functionality = s3c24xx_i2c_func,
};
static struct s3c24xx_i2c s3c24xx_i2c = {
.lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s3c24xx_i2c.lock),
.wait = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(s3c24xx_i2c.wait),
.tx_setup = 50, //用来延时，等待SCL被释放
.adap = { //i2c_adapter适配器结构体
.name = "s3c2410-i2c",
.owner = THIS_MODULE,
.algo = &s3c24xx_i2c_algorithm,//存放i2c_algorithm算法结构体
.retries = 2, //重试次数
.class = I2C_CLASS_HWMON,
},
};
显然，这里是直接设置了i2c_adapter结构体，所以在s3c24xx_i2c_probe()函数中没有分配i2c_adapter适配器结构体
其中，i2c_adapter结构体的名称等于“s3c2410-i2c”，它的通信方式等于s3c24xx_i2c_algorithm，重新次数等于2
PS：如果缺少i2c_algorithm的i2c_adapter什么也做不了，就只是个i2c设备，而没有通信方式
s3c24xx_i2c_algorithm中的关键函数master_xfer()就是用于产生i2c访问周期需要的start stop ack信号
比如，在s3c24xx_i2c_algotithm中的关键函数mater_xfer()里，调用了：
s3c24xx_i2c_xfer->s3c24xx_i2c_doxfer()->s3c24xx_i2c_message_start()
来启动传输message信息，其中s3c24xx_i2c_message_start()函数代码如下：
static void s3c24xx_i2c_message_start(struct s3c24xx_i2c *i2c,
struct i2c_msg *msg)
{
unsigned int addr = (msg->addr & 0x7f) << 1;//I2C从设备地址的最低位为读写标志位
... ...
stat = 0;
stat |= S3C2410_IICSTAT_TXRXEN;//设置标志位启动IIC收发使能
if (msg->flags & I2C_M_RD) { //判断是读，还是写
stat |= S3C2410_IICSTAT_MASTER_RX;
addr |= 1; //设置从IIC设备地址为读标志
} else
stat |= S3C2410_IICSTAT_MASTER_TX;
... ...
s3c24xx_i2c_enable_ack(i2c); //使能ACK信号
iiccon = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON); //读出IICCON寄存器
writel(stat, i2c->regs + S3C2410_IICSTAT); //写入IICSTAT寄存器，使能IIC的读或写标志
dev_dbg(i2c->dev, "START: %08lx to IICSTAT, %02x to DS\n", stat, addr);
writeb(addr, i2c->regs + S3C2410_IICDS); //将IIC从设备地址写入IICDS寄存器
/* delay here to ensure the data byte has gotten onto the bus
* before the transaction is started */
ndelay(i2c->tx_setup); //延时，等待SCL被释放，下面便可以发送起始信号+IIC设备地址值
dev_dbg(i2c->dev, "iiccon, %08lx\n", iiccon);
writel(iiccon, i2c->regs + S3C2410_IICCON);
stat |= S3C2410_IICSTAT_START;
writel(stat, i2c->regs + S3C2410_IICSTAT);
//设置IICSTAT寄存器的bit5=1，开始发送起始信号+IIC从设备地址，并回应ACK
}
通过上面的代码和注释，发现主要是写入IIC从设备地址，然后发送起始信号+IIC从设备地址值，并回应ACK
显然IIC总线驱动i2c-s3c2410.c，主要设置适配器adapter，里面帮我们做好了IIC通信的架构，就是不知道发什么内容
我们进入driver/i2c/chips中，看看eeprom设备驱动是如何写的
参考：driver/i2c/chips/eeprom.c
6、还是首先来看它的init入口函数：
其中struct i2c_driver eeprom_driver的成员如下：
static struct i2c_driver eeprom_driver = {
.driver = {
.name = "eeprom", //名称
},
.id = I2C_DRIVERID_EEPROM, //IIC设备标识ID
.attach_adapter = eeprom_attach_adapter,//用来与总线驱动的适配器匹配，匹配成功添加到适配器adapter中
.detach_client = eeprom_detach_client,//与总线驱动的适配器解绑，分离这个IIC从设备
};
如下图所示，eeprom_driver结构体的ID成员在i2c-id.h中，里面还定义了大部分常用I2C设备驱动的设备ID
显然，在init函数中，通过i2c_add_driver()注册i2c_driver结构体，然后通过i2c_driver->attach_adapter来匹配内核中的各个总线驱动的适配器，发送这个设备地址，若有ACK相应，表示匹配成功
7、接下来，我们进入i2c_add_driver()来看看是不是这样的
int i2c_add_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
{
driver->driver.owner = owner;
driver->driver.bus = &i2c_bus_type; //将i2c_driver放在i2c_bus_type链表中
res = driver_register(&driver->driver); //注册一个i2c_driver
... ...
if (driver->attach_adapter) {
struct i2c_adapter *adapter; //定义一个i2c_adapter适配器
list_for_each_entry(adapter, &adapters, list) //for循环提取出adapters链表中所有的i2c_adapter适配器,放入到adapter结构体中
{
driver->attach_adapter(adapter); //来匹配取出来的i2c_adapter适配器
}
}
... ...
return 0;
}在i2c_add_driver()函数里主要执行以下几步：
1 放入到i2c_bus_type链表
2 取出adapter链表中所有的i2c_adapter，然后执行i2c_driver->attach_adapter()
所以i2c_adapter适配器和i2c_driver设备驱动注册框架如下所示：
这里调用了i2c_driver->attach_adapter(adapter)，我们看看里面是不是通过发送IIC设备地址，等待ACK响应来匹配的
8、以struct i2c_driver eeporm_driver 为例子，进入i2c_driver->eeprom_attach_adapter()函数
如下图所示，里面调用了i2c_probe(adapter, &addr_data, eeprom_detect)函数
上图的第一个参数就是i2c_adapter适配器，第二个参数addr_data变量，里面存放了IIC设备地址信息，第3个参数eeprom_detect就是具体的设备探测回调函数i2c_probe()函数，会通过adapter适配器发送IIC设备地址addr_data，如果收到ACK信号，就会调用eeprom_detect()回调函数来注册i2c_client结构体，该结构体对应真实的物理从设备，而i2c_driver对应的是设备驱动，也就是说，只有当适配器支持这个设备驱动，才会注册i2c_client从设备，后面会讲这个回调函数如何注册i2c_client
而在i2c_client->detach_client()中，则注销i2c_client结构体
其中addr_data变量是struct i2c_client_address_data结构体，它的成员如下所示：
struct i2c_client_address_data {
unsigned short *normal_i2c; //存放正常的设备高7位地址数据
unsigned short *probe; //存放不受*ignore影响的高7位设备地址数据
unsigned short *ignore; //存放*ignore的高7位设备地址数据
unsigned short **forces; //forces表示适配器匹配不了该设备,也要将其放入适配器中
};当上面结构体的数组成员以I2C_CLIENT_END结尾，则表示地址已结束，比如at24c02为例，看这个结构体如何定义的
#define AT24C02_ADDR (0xA0>>1) //AT24C02地址
static unsigned short ignore[] = { I2C_CLIENT_END };
static unsigned short normal_addr[] = { AT24C02_ADDR, I2C_CLIENT_END };
static unsigned short force_addr[] = {ANY_I2C_BUS, AT24C02_ADDR ,2C_CLIENT_END};
static unsigned short * forces[] = {force_addr, NULL};
//ANY_I2C_BUS:表示支持所有适配器总线,若填指定的适配器总线ID,则表示该设备只支持指定的那个适配器
static struct i2c_client_address_data addr_data = {
.normal_i2c = normal_addr, //存放at24c02地址
.probe = ignore, //表示无地址
.ignore = ignore, //表示无地址
. forces = forces, //存放强制的at24c02地址,表示强制支持
};一般而言，都不会设置.forces成员，这里只是打个比方
8.1 接下来继续进入i2c_probe()函数继续分析，如下所示：
int i2c_probe(struct i2c_adapter *adapter, struct i2c_client_address_data *address_data, int (*found_proc) (struct i2c_adapter *, int, int))
{
i2c_probe_address(adapter, forces[kind][i + 1],kind, found_proc);
}
里面调用了i2c_probe_address()函数，从名称上来看，显然它就是用来发送起始信号+设备地址，来探测IIC设备地址用的
8.2 进入i2c_probe_address()函数：
static int i2c_probe_address(struct i2c_adapter *adapter, int addr, int kind,
int (*found_proc) (struct i2c_adapter *, int, int))
{
/* 判断设备地址是否有效，addr里存放的是设备地址前7位，比如AT24C02=0XA0,那么addr=0x50 */
if (addr < 0x03 || addr > 0x77) {
dev_warn(&adapter->dev, "Invalid probe address 0x%02x\n",
addr);//打印地址无效，并退出
return -EINVAL;
}
/* 查找链表中其他IIC设备的设备地址，若这个设备地址已经被使用，则return */
if (i2c_check_addr(adapter, addr))
return 0;
/* Make sure there is something at this address, unless forced */
if (kind < 0) {
if (i2c_smbus_xfer(adapter, addr, 0, 0, 0,
I2C_SMBUS_QUICK, NULL) < 0)
//进入I2C传输函数
return 0;
... ...
}
8.3 其中i2c_smbus_xfer()传输函数如下：
s32 i2c_smbus_xfer(struct i2c_adapter * adapter, u16 addr, unsigned short flags,
char read_write, u8 command, int size,
union i2c_smbus_data * data)
{
s32 res;
flags &= I2C_M_TEN | I2C_CLIENT_PEC;
if (adapter->algo->smbus_xfer) {//如果adapter适配器有smbus_xfer这个函数
mutex_lock(&adapter->bus_lock);//加互斥锁
res = adapter->algo->smbus_xfer(adapter,addr,flags,read_write,
command,size,data);
//调用adapter适配器里的传输函数
mutex_unlock(&adapter->bus_lock);解互斥锁
} else //否则使用默认函数传输设备地址
res = i2c_smbus_xfer_emulated(adapter,addr,flags,read_write,
command,size,data);
return res;
}
看了上面代码后，显然我们的s3c2410-i2c适配器没有algo->smbus_xfer函数，而是使用i2c_smbus_xfer_emulated()函数，如下图所示：
PS：通常适配器都是不支持的，使用默认的i2c_smbus_xfer_emulated()函数
8.4 接下来看i2c_smbus_xfer_emulated()函数如何传输的：
static s32 i2c_smbus_xfer_emulated(struct i2c_adapter * adapter, u16 addr,unsigned short flags,char read_write, u8 command, int size, union i2c_smbus_data * data)
{
unsigned char msgbuf0[I2C_SMBUS_BLOCK_MAX+3]; //属于 msg[0]的buf成员
unsigned char msgbuf1[I2C_SMBUS_BLOCK_MAX+2]; //属于 msg[1]的buf成员
int num = read_write == I2C_SMBUS_READ?2:1; //如果为读命令,就等于2,表示要执行两次数据传输
struct i2c_msg msg[2] = { { addr, flags, 1, msgbuf0 },
{ addr, flags | I2C_M_RD, 0, msgbuf1 }}; //定义两个i2c_msg结构体,
msgbuf0[0] = command; //IIC设备地址最低位为读写命令
... ...
if (i2c_transfer(adapter, msg, num) < 0)
return -1;
/*设置i2c_msg结构体成员*/
if (read_write == I2C_SMBUS_READ)
switch(size) {
... ...
case I2C_SMBUS_BYTE_DATA: //如果是读字节
if (read_write == I2C_SMBUS_READ)
msg[1].len = 1;
else {
msg[0].len = 2;
msgbuf0[1] = data->byte;
}
break;
... ...
}
... ...
if (i2c_transfer(adapter, msg, num) < 0) //将 i2c_msg结构体的内容发送给I2C设备
return -1;
... ...
}其中i2c_msg结构体的结构，如下所示：
struct i2c_msg {
__u16 addr; /* slave address I2C从机的设备地址
__u16 flags; //当flags=0表示写，flags=I2C_M_RD表示读
__u16 len; //传输的数据长度，等于buf数组里的字节数
__u8 *buf; //存放数据的数组
};
上面代码中之所以读操作需要两个i2c_msg，写操作需要一个i2c_msg，是因为读IIC设备是两个流程
在上一节里就已经分析到了https://blog.csdn.net/xiaodingqq/article/details/81808875
只要发送一个S起始信号则就是一个i2c_msg，如下两个读写操作图所示：
而在i2c_transfer()函数中，最终又是调用了之前分析的i2c_adapter->algo->master_xfer()发送函数，如下图所示：
其中i2c_transfer()的参数*adap表示通过那个适配器传输出去，msgs表示I2C消息，num表示msgs的数目
内核每发送一个Msg都会先发出S开始信号和设备地址，直到所有Msg传输完毕，最后发出P停止信号。
当i2c_transfer()返回值为正数，表示已经传输整数个数据，当返回负数，说明I2C传输出错
8.5 所以在i2c_driver->attach_adapter(adapter)函数里主要执行以下几步：
1）调用i2c_probe（adap，i2c_client_address_data设备地址结构体，回调函数）
2）将要发的设备地址结构体打包成i2c_msg
3）然后执行i2c_transfer()来调用i2c_adapter->algo->master_xfer()将i2c_msg发出去
4）若收到ACK回应，便进入回调函数，注册i2c_client从设备，使该设备与适配器联系在一起
所以适配器和i2c设备驱动最终注册框架图如下所示：
9、接下来便来分析回调函数如何注册i2c_client从设备的
struct i2c_client {
unsigned short flags；//标志
unsigned short addr; //该i2c从设备的设备地址,存放地址高7位
char name[I2C_NAME_SIZE]; //设备名字
struct i2c_adapter *adapter;//依附的i2c_adapter,表示该IIC设备支持哪个适配器
struct i2c_driver *driver;//依附的i2c_driver ,表示该IIC从设备的驱动是哪个
struct device dev;//设备结构体
int irq;//设备所使用的结构体
struct list_head detected;//链表头
};还是以driver/i2c/chips/eeprom.c为例，如下图所示：
9.1 这里的回调函数是eeprom_detect()函数，代码如下所示：
static int eeprom_detect(struct i2c_adapter *adapter, int address, int kind)
{
struct i2c_client *new_client; //定义一个i2c_client结构体局部变量
new_client =kzalloc(sizeof(struct i2c_client), GFP_KERNEL); //分配i2c_client结构体为全局变量
/*设置i2c_client结构体*/
new_client->addr = address; //设置设备地址
new_client->adapter = adapter; //设置依附的i2c_adapter
new_client->driver = &eeprom_driver; //设置依附的i2c_driver
new_client->flags = 0; //设置标志位为初始值
strlcpy(new_client->name, "eeprom", I2C_NAME_SIZE); //设置名字
/*注册i2c_client*/
if ((err = i2c_attach_client(new_client)))
goto exit_kfree; //注册失败,便释放i2c_client这个全局变量
... ...
exit_kfree:
kfree(new_client);
exit:
return err;
}当注册了i2c_client从设备后，便可以使用i2c_transfer()来实现与设备传输数据了
10、接下来，我们便参考driver/i2c/chips/eeprom.c驱动，来写出AT24C02驱动以及测试程序
驱动代码步骤如下：
1、定义file_operations结构体，设置字符设备的读写函数（实现对AT24C02的读写操作）
//构造i2c_msg结构体，使用i2c_transfer()来实现与设备传输数据
2、定义i2c_client_address_data结构体，里面保存AT24C02的设备地址
3、定义一个i2c_driver驱动结构体
3.1 设置i2c_driver -> attach_adapter
//里面直接调用i2c_probe(adap, i2c_client_address_data结构体，回调函数);
3.2 设置i2c_driver->detach_client
//里面卸载i2c_client，字符设备
4、写回调函数，里面注册i2c_client，字符设备（字符设备用来实现读写AT24C02里的数据）
4.1 分配并设置client
4.2 使用i2c_attach_client()将i2c_client与适配器进行连接
4.3 注册字符设备
5、写init入口函数，exit出口函数
init：使用i2c_add_driver()注册i2c_driver
exit：使用i2c_del_driver()卸载i2c_driver
具体驱动代码如下所示 at24cxx.c：
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/rtc.h>
#include <linux/bcd.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/workqueue.h>
#include <linux/fs.h>
#include <asm/uaccess.h>
static unsigned short ignore[] = { I2C_CLIENT_END };
static unsigned short normal_addr[] = { 0x50, I2C_CLIENT_END };//正常地址(设备地址)是7位 1010 000
/* 改为0x60的话,由于不存在设备地址0x60的设备,所以at24cxx_detect不被调用 */
//强制调用地址0x60设备
static unsigned short force_addr[] = {ANY_I2C_BUS, 0x60, I2C_CLIENT_END};//第一个为在哪条总线上查找,第二个为设备地址,第三个退出来
static unsigned * forces[] = {force_addr, NULL};//指针数组
static struct i2c_client_address_data addr_data = {
.normal_i2c = normal_addr, /* 要发出S信号和设备地址并得到ACK信号,才能确定存在这个设备 */
.probe = ignore, //省略
.ignore = ignore,
//.forces = forces, /* 强制认为存在这个设备 */
};
static struct i2c_driver at24cxx_driver;
static int major;
static struct class *cls; //类结构体
struct i2c_client *at24cxx_client;//i2c_client:i2c设备，从设备结构体
static ssize_t at24cxx_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
//涉及两个操作
//第一个是把地址写给从设备
//第二个是从里面读数据
unsigned char address;
unsigned char data;
struct i2c_msg msg[2];//涉及两个操作
int ret;
/* 把数据写到i2c设备存储空间某个地址上
* address = buf[0] 地址
* data = but[1] 数据
*/
if (size != 1)
return -EINVAL;
//把buf的两个字节拷贝到val
copy_from_user(&address, buf, 1);//获取读地址
/* 数据传输三要素：源,目的,长度 */
/* 第一消息:读AT24CXX时,要先把要读的存储空间地址发给它 */
msg[0].addr = at24cxx_client->addr; /* 目的,从设备地址 */
msg[0].buf = &address; /* 源 */
msg[0].len = 1; /* 地址=1 byte */
msg[0].flags = 0; /* 表示写 */
/* 另外一个消息:然后启动读操作 */
msg[1].addr = at24cxx_client->addr; /* 源,从设备地址 */
msg[1].buf = &data; /* 目的 */
msg[1].len = 1; /* 数据=1 byte */
msg[1].flags = I2C_M_RD; /* 表示读 */
//i2c传输两个消息
ret = i2c_transfer(at24cxx_client->adapter, msg, 2);
if(ret == 2)//两个消息表明成功
{
copy_to_user(buf, &data, 1);//上传数据
return 1;//表示读到一个数据
}
else
return -EIO;
}
static ssize_t at24cxx_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
unsigned char val[2];
struct i2c_msg msg[1];
int ret;
/* 把数据写到i2c设备存储空间某个地址上
* address = buf[0] 地址
* data = but[1] 数据
*/
if (size != 2)
return -EINVAL;
//把buf的两个字节拷贝到val
copy_from_user(val, buf, 2);
/* 数据传输三要素：源,目的,长度 */
msg[0].addr = at24cxx_client->addr; /* 目的,从设备地址 */
msg[0].buf = val; /* 源 */
msg[0].len = 2; /* 地址+数据=2 byte */
msg[0].flags = 0; /* 表示写 */
//i2c传输
ret = i2c_transfer(at24cxx_client->adapter, msg, 1);
if(ret == 1)//一个消息表明成功
return 2;//表示两个数据写进去了
else
return -EIO;
}
//定义file_operations结构体，
//设置字符设备的读写函数(实现对AT24C02读写操作)
static struct file_operations at24cxx_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = at24cxx_read,
.write = at24cxx_write,
};
//检测,发现
static int at24cxx_detect(struct i2c_adapter *adapter, int address, int kind)
{
printk("at24cxx_detect\n");
/* 构造一个i2c_client结构体:以后收发数据时用到它 */
at24cxx_client = kzalloc(sizeof(struct i2c_client), GFP_KERNEL);
at24cxx_client->addr = address; //设备地址
at24cxx_client->adapter = adapter; //适配器(插槽)
at24cxx_client->driver = &at24cxx_driver;
/* Fill in the remaining client fields */
strcpy(at24cxx_client->name, "at24cxx");
//将i2c_client与适配器进行连接
i2c_attach_client(at24cxx_client);
//字符设备相关的东西
major = register_chrdev(0, "at24cxx", &at24cxx_fops);
//为了让系统自动创建设备节点
cls = class_create(THIS_MODULE, "at24cxx");
class_device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "at24cxx");/* /dev/at24cxx */
return 0;
}
//装上,附加适配器
static int at24cxx_attach(struct i2c_adapter *adapter)
{
return i2c_probe(adapter, &addr_data, at24cxx_detect);//发现设备之后,调用at24cxx_detect
}
//卸掉
static int at24cxx_detach(struct i2c_client *client)
{
printk("at24cxx_detach\n");
class_device_destroy(cls, MKDEV(major, 0));
class_destroy(cls);
unregister_chrdev(major, "at24cxx");
i2c_detach_client(client);
kfree(i2c_get_clientdata(client));
return 0;
}
/* 1. 分配一个i2c_driver结构体 */
/* 2. 设置i2c_driver结构体 */
static struct i2c_driver at24cxx_driver = {
.driver = {
.name = "at24cxx",
},
.attach_adapter = at24cxx_attach,
.detach_client = at24cxx_detach,
};
static int at24cxx_init(void)
{
i2c_add_driver(&at24cxx_driver);
return 0;
}
static void at24cxx_exit(void)
{
i2c_del_driver(&at24cxx_driver);
}
module_init(at24cxx_init);
module_exit(at24cxx_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
测试代码：i2c_test.c
#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_usaeg(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];
//参数个数既不等于3，也不等于4
if((argc != 3) &&(argc != 4))
{
print_usaeg(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)//读操作
{
buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);//把argv[2]转化为数字
read(fd, buf, 1);
printf("data: %c, %d, 0x%2x\n", buf[0], buf[0], buf[0]);
}
else if(strcmp(argv[1], "w")==0)//写操作
{
buf[0] = strtoul(argv[2], NULL, 0);//把argv[2]转化为数字
buf[1] = strtoul(argv[3], NULL, 0);//把argv[3]转化为数字
write(fd, buf, 2);
}
else
{
print_usaeg(argv[0]);
return -1;
}
return 0;
}
效果如下：
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