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实例解析linux内核I2C体系结构(1)

文章来源: PG电子发布时间:2021-09-02 00:41
本文摘要:一、阐述谈及在linux系统下撰写I2C驱动,目前主要有两种方式,一种是把I2C设备当成一个普通的字符设备来处置,另一种是利用linuxI2C驱动体系结构来已完成。下面较为下这两种驱动。第一种方法的益处(对应第二种方法的劣势)有:●思路较为必要,不必须花上时间去理解linux内核中简单的I2C子系统的操作方法。

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一、阐述谈及在linux系统下撰写I2C驱动,目前主要有两种方式,一种是把I2C设备当成一个普通的字符设备来处置,另一种是利用linuxI2C驱动体系结构来已完成。下面较为下这两种驱动。第一种方法的益处(对应第二种方法的劣势)有:●思路较为必要,不必须花上时间去理解linux内核中简单的I2C子系统的操作方法。

第一种方法问题(对应第二种方法的益处)有:●拒绝工程师不仅要对I2C设备的操作者熟知,而且要熟知I2C的适配器操作者;●拒绝工程师对I2C的设备器及I2C的设备操作方法都较为熟知,最重要的是写的程序可移植性劣;●对内核的资源无法必要用于。因为内核获取的所有I2C设备器及设备驱动都是基于I2C子系统的格式。I2C适配器的操作者非常简单就让,如果遇上简单的I2C适配器(如:基于PCI的I2C适配器),工作量就不会大很多。

本文针对的对象是熟知I2C协议,并且想要用于linux内核子系统的开发人员。网络和一些书籍上有讲解I2C子系统的源码结构。

但找到很多开发人员看了这些文章后,还是不确切自己到底该做到些什么。毕竟还是没有弄清楚I2C子系统为我们做到了些什么,以及我们怎样利用I2C子系统。本文首先要解决问题是如何利用现有内核反对的I2C适配器,已完成对I2C设备的操作者,然后再行过度到适配器代码的撰写。

本文主要从解决问题的角度去写出,会牵涉到尤其详尽的代码追踪。二、I2C设备驱动程序撰写首先要具体适配器驱动的起到是让我们需要通过它收到合乎I2C标准协议的时序。在Linux内核源代码中的drivers/i2c/busses目录下包括着一些适配器的驱动。

如S3C2410的驱动i2c-s3c2410.c。当适配器读取到内核后,接下来的工作就要针对明确的设备撰写设备驱动了。撰写I2C设备驱动也有两种方法。一种是利用系统给我们获取的i2c-dev.c来构建一个i2c适配器的设备文件。

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然后通过在应用层操作者i2c适配器来掌控i2c设备。另一种是为i2c设备,独立国家撰写一个设备驱动。留意:在后一种情况下,是不必须用于i2c-dev.c的。

1、利用i2c-dev.c操作者适配器,进而掌控i2c设备i2c-dev.c并没针对特定的设备而设计,只是获取了标准化的read()、write()和ioctl()等模块,应用层可以借出这些模块采访挂接在适配器上的i2c设备的存储空间或寄存器,并掌控I2C设备的工作方式。必须特别注意的是:i2c-dev.c的read()、write()方法都只适合于如下方式的数据格式(可查阅内核涉及源码)图1单开始信号时序所以不具备过于强劲的通用性,如下面这种情况就不限于(一般来说经常出现在读目标时)。图2多开始信号时序而且read()、write()方法只限于用作适配器反对i2c算法的情况,如:staticconststructi2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm={.master_xfer=s3c24xx_i2c_xfer,.functionality=s3c24xx_i2c_func,};而不合适适配器只反对smbus算法的情况,如:staticconststructi2c_algorithmsmbus_algorithm={.smbus_xfer=i801_access,.functionality=i801_func,};基于上面几个原因,所以一般都会用于i2c-dev.c的read()、write()方法。

最常用的是ioctl()方法。ioctl()方法可以构建上面所有的情况(两种数据格式、以及I2C算法和smbus算法)。针对i2c的算法,必须熟知structi2c_rdwr_ioctl_data、structi2c_msg。用于的命令是I2C_RDWR。

structi2c_rdwr_ioctl_data{structi2c_msg__user*msgs;/*pointerstoi2c_msgs*/__u32nmsgs;/*numberofi2c_msgs*/};structi2c_msg{__u16addr;/*slaveaddress*/__u16flags;/*标志(读书、写出)*/__u16len;/*msglength*/__u8*buf;/*pointertomsgdata*/};针对smbus算法,必须熟知structi2c_smbus_ioctl_data。用于的命令是I2C_SMBUS。对于smbus算法,不必须考虑到“多开始信号时序”问题。

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structi2c_smbus_ioctl_data{__u8read_write;//读书、写出__u8command;//命令__u32size;//数据长度标识unioni2c_smbus_data__user*data;//数据};下面以一个实例介绍操作者的明确过程。通过S3C2410操作者AT24C02e2prom。构建在AT24C02中给定方位的读、写出功能。

首先在内核中早已包括了对s3c2410中的i2c控制器驱动的反对。获取了i2c算法(非smbus类型的,所以后面的ioctl的命令是I2C_RDWR)staticconststructi2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm={.master_xfer=s3c24xx_i2c_xfer,.functionality=s3c24xx_i2c_func,};另外一方面必须确认为了构建对AT24C02e2prom的操作者,必须确认AT24C02的地址及读写访问时序。●AT24C02地址的确认原理图上将A2、A1、A0都短路了,所以地址是0x50。

●AT24C02给定地址字节写出的时序可见此时序合乎前面提及的“单开始信号时序”●AT24C02给定地址字节读书的时序可见此时序合乎前面提及的“多开始信号时序”下面开始明确代码的分析(代码在2.6.22内核上测试通过):/*i2c_test.c*hongtao_liulht@farsight.com.cn*/#includestdio.h#includelinux/types.h#includestdlib.h#includefcntl.h#includeunistd.h#includesys/types.h#includesys/ioctl.h#includeerrno.h#defineI2C_RETRIES0x0701#defineI2C_TIMEOUT0x0702#defineI2C_RDWR0x0707/*********定义structi2c_rdwr_ioctl_data和structi2c_msg,要和内核完全一致*******/structi2c_msg{unsignedshortaddr;unsignedshortflags;#defineI2C_M_TEN0x0010#defineI2C_M_RD0x0001unsignedshortlen;unsignedchar*buf;};structi2c_rdwr_ioctl_data{structi2c_msg*msgs;intnmsgs;/*nmsgs这个数量要求了有多少开始信号,对于“单开始时序”,所取1*/};/***********主程序***********/intmain(){intfd,ret;structi2c_rdwr_ioctl_datae2prom_data;fd=open(/dev/i2c-0,O_RDWR);/**/dev/i2c-0是在登记i2c-dev.c后产生的,代表一个可操作者的适配器。如果不用于i2c-dev.c*的方式,就没,也不必须这个节点。*/if(fd0){perror(openerror);}e2prom_data.nmsgs=2;/**因为操作者时序中,最少是中用2个开始信号(字节读书操作者中),所以此将*e2prom_data.nmsgs配备为2*/e2prom_data.msgs=(structi2c_msg*)malloc(e2prom_data.nmsgs*sizeof(structi2c_msg));if(!e2prom_data.msgs){perror(mallocerror);exit(1);}ioctl(fd,I2C_TIMEOUT,1);/*超时时间*/ioctl(fd,I2C_RETRIES,2);/*反复次数*//***writedatatoe2prom**/e2prom_data.nmsgs=1;(e2prom_data.msgs[0]).len=2;//1个e2prom载入目标的地址和1个数据(e2prom_data.msgs[0]).addr=0x50;//e2prom设备地址(e2prom_data.msgs[0]).flags=0;//write(e2prom_data.msgs[0]).buf=(unsignedchar*)malloc(2);(e2prom_data.msgs[0]).buf[0]=0x10;//e2prom载入目标的地址(e2prom_data.msgs[0]).buf[1]=0x58;//thedatatowriteret=ioctl(fd,I2C_RDWR,(unsignedlong)e2prom_data);if(ret0){perror(ioctlerror1);}sleep(1);/******readdatafrome2prom*******/e2prom_data.nmsgs=2;(e2prom_data.msgs[0]).len=1;//e2prom目标数据的地址(e2prom_data.msgs[0]).addr=0x50;//e2prom设备地址(e2prom_data.msgs[0]).flags=0;//write(e2prom_data.msgs[0]).buf[0]=0x10;//e2prom数据地址(e2prom_data.msgs[1]).len=1;//朗读的数据(e2prom_data.msgs[1]).addr=0x50;//e2prom设备地址(e2prom_data.msgs[1]).flags=I2C_M_RD;//read(e2prom_data.msgs[1]).buf=(unsignedchar*)malloc(1);//存放在返回值的地址。(e2prom_data.msgs[1]).buf[0]=0;//初始化读书缓冲器ret=ioctl(fd,I2C_RDWR,(unsignedlong)e2prom_data);if(ret0){perror(ioctlerror2);}printf(buff[0]=%xn,(e2prom_data.msgs[1]).buf[0]);/***打印机朗读的值,到底的话,就应当是前面写出的0x58了***/close(fd);return0;}以上描写了一种较为常用的利用i2c-dev.c操作者i2c设备的方法,这种方法可以说道是在应用层已完成了对明确i2c设备的驱动工作。

计划下一篇总结以下几点:(1)在内核里写出i2c设备驱动的两种方式:●Probe方式(newstyle),如:staticstructi2c_driverpca953x_driver={.driver={.name=pca953x,},.probe=pca953x_probe,.remove=pca953x_remove,.id_table=pca953x_id,};●Adapter方式(LEGACY),如:staticstructi2c_driverpcf8575_driver={.driver={.owner=THIS_MODULE,.name=pcf8575,},.attach_adapter=pcf8575_attach_adapter,.detach_client=pcf8575_detach_client,};(2)适配器驱动撰写方法(3)共享一些项目中遇上的问题期望大家多提意见,多多交流。


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