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Linux裝置驅動入門----I2C裝置驅動

/*
 *  I2C驅動的一些模板:
 *  (1)、I2C匯流排驅動的的模組載入和解除安裝函式模板
 *  (2)、I2C匯流排通訊方法
 *  (3)、I2C裝置驅動模組的載入和解除安裝
 *  (4)、I2C裝置驅動的檔案操作介面
 *  (與普通驅動的檔案操作一致,只是要使用
 *  i2c_client,i2c_driver,i2c_adapter,i2c_algorithm
 *  結構體和I2C核心,需要協同合作)
 */

/* 
 * (1) : 初始化I2C介面卡所使用的硬體資源,
 * 如申請I/O地址,中斷號等。通過i2c_add_adapter()
 * 新增i2c_adapter的資料結構,當然這個i2c_adapter
 * 資料結構的成員已經被XXX設配器的相應函式指標所初始化
 * 說明:xxx_adapter_hw_init();xxx_adapter_hw_free();
 * 函式的實現都與具體的CPU和I2C裝置硬體直接相關。
 */

static int __init i2c_adapter_xxx_init(void)
{
	xxx_adapter_hw_init();
	i2c_add_adapter(&xxx_adapter);
}

static void __exit i2c_adapter_xxx_exit(void)
{
	xxx_adapter_hw_free();
	i2c_del_adapter(&xxx_adapter);
}

/*
 * (2): 主要實現i2c_algorithm 的master_xfer()
 * 函式和 functionality()函式。
 * functionality()函式用於返回algorithm所支援的通訊協議
 * master_xfer()函式在I2C介面卡上完成傳遞給它的
 * i2c_msg陣列中的每個I2C訊息。
 *
 * 說明:模板中的i2c_adapter_xxx_start(),setaddr(),
 * wait_ack(),readbytes(),writebytes(),stop()函式用於
 * 介面卡的底層硬體操作,與I2C介面卡和CPU的具體硬體直接
 * 相關,需要由工程師根據晶片的資料手冊來實現。
 *
 */
static int i2c_adapter_xxx_xfer(struct i2c_adapter *adap, 
		struct i2c_msg *msgs, int num)
{
	...
	for(i = 0; i < num; i++)
	{
		i2c_adapter_xxx_start(); /* 產生開始位 */
		/* 是讀訊息 */
		if (msgs[i]->flags & I2C_M_RD)
		{
			/* 傳送從裝置讀地址 */
			i2c_adapter_xxx_setaddr((msg->addr << 1) | 1);
			i2c_adapter_xxx_wait_ack(); /* 獲取從裝置的ack */
			
			/* 讀取msgs[i]->len長的資料到msgs[i]->buf */
			i2c_adapter_xxx_readbytes(msgs[i]->buf, msgs[i]->len);
		}
		else
		{
			/* 寫訊息 */
			/* 傳送從裝置寫地址 */
			i2c_adapter_xxx_setaddr(msg->addr << 1); 
			i2c_adapter_xxx_wait_ack; //獲取從裝置的ack

			/* 讀取msgs[i]->len長的資料到msgs[i]->buf */
            i2c_adapter_xxx_writebytes(msgs[i]->buf, msgs[i]->len);
		}
	}
	i2c_adapter_xxx_stop(); /* 產生停止位 */
}

/* 
 * (3): 通過register_chrdev()函式將I2C設備註冊為一個字元裝置;
 * 通過I2C核心的i2c_add_driver()函式新增i2c_driver;
 *
 */
static int __init yyy_init(void)
{
    int res;
	/* 註冊字元裝置 */
	res = register_chrdev(YYY_MAJOR, "YYY", &yyy_fops);//老核心介面
	if (res)
		goto out;
	/* 新增i2c_driver */
	res = i2c_add_driver(&yyy_driver);
	if(res)
	{
		goto out_unreg_class;
	}
	return 0;

out_unreg_class:
	unregister_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c");
out:
	printk(KERN_ERR "%s: Driver Initialisation failed\n", __FILE__);

	return res;
}

static void __exit yyy_exit(void)
{
	i2c_del_driver(&i2cdev_driver);
	unregiister_chrdev(YYY_MAJOR, "YYY");
}

/* 
 * i2c_add_driver(&yyy_driver)的執行會引發i2c_driver
 * 結構體中yyy_attach_adapter()函式的執行,可以在該函
 * 數立探測物理裝置,只需要呼叫I2C核心的i2c_probe()
 *
 */
static int yyy_attach_adapter(struct i2c_adapter * adapter)
{
	/* 
	 * param1:i2c_adapter指標
	 * param2:要探測的地址資料
	 * param3:具體的探測函式
	 */
	return i2c_probe(adapter, &addr_data, yyy_detect);
}
/* 
 * i2c_probe()函式會引發yyy_detect()函式的呼叫,
 * 可以在yyy_detect()函式中初始化i2c_client
 */
static int yyy_detect(struct i2c_adapter *adapter, int address, int kind)
{
	struct i2c_client * new_client;
	struct yyy_data *data;
	int err = 0;

	if(!i2c_check_functionality(adapter, I2C_FUNC_XXX))
		goto exit;

	if (!(data = kzalloc(sizeof(struct yyy_data), GFP_KERBEL)))
	{
		err = - ENOMEM;
		goto exit;
	}

	new_client = &data->client;
	new_client->addr = address;
	new_client->adapter = adapter;
	new_client->driver = &yyy_driver;
	new_client->flags = 0;

	/* 新的client將依附於adapter */
if ((err = i2c_attach_client(new_client)))
	goto exit_kfree;

yyy_init_client(new_client);//此函式是與硬體相關的

return 0;

exit_kfree:
	kfree(data);
exit:
	return err;
}

/* i2c_detach_client函式 */
static int yyy_detach_client(struct i2c_client *client)
{
	int err;
	struct yyy_data *data = i2c_get_clientdata(client);

	if((err = i2c_detach_client(client)))
		return err;

	kfree(data);
	return 0;
}

/* 
 * yyy_command()的實現,它實現了針對裝置的控制命令;
 * 具體的控制命令是裝置相關的,對於實時鐘而言,命令
 * 將是設定時間和獲取時間, 而對於視訊AD裝置而言,
 * 命令會是設定取樣方式,選擇通道等。
 */
static int yyy_command(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void * arg)
{
	switch(cmd)
	{
		case YYY_CMD1:
			return yyy_cmd1(client, arg);
		case YYY_CMD2:
			return yyy_cmd2(client, arg);
		default:
			return -EINVAL;
	}
}
/*
 *  I2C裝置具體命令處理函式模板
 */
static int yyy_cmd1(struct i2c_client *client, struct rtc_time *dt)
{
	struct i2c_msg msg[2];

	/* 第一條是寫訊息 */
	msg[0].addr = client->addr;
	msg[0].flags = 0;
	msg[0].len = 1;
	msg[0].buf = &offs;

	/* 第二條訊息是讀訊息 */
	msg[1].addr = client->addr;
	msg[1].flags = I2C_M_RD;
	msg[1].len = sizeof(buf);
	msg[1].buf = &buf[0];

	i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);
	...;
}

/* 
 * (4)、I2C裝置檔案的介面寫函式範例
 * 具體的寫操作與裝置密切相關
 * I2C裝置驅動的檔案操作介面也不是必須的;
 * 大多數情況下,只需要通過i2c-dev.c檔案
 * 提供的I2C介面卡裝置檔案介面久可完成對I2C
 * 裝置的讀寫。
 * */
static ssize_t yyy_write(struct file * file, char *buf, size_t count, loff_t off) 
{
	struct i2c_client *client = (struct i2c_client*)file->private_data;
	i2c_msg msg[1];
	char *tmp;
	int ret;

	tmp = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
	if (tmp == NULL)
		return -ENOMEM;
	if(copy_from_user(tmp, buf, count))
	{
		kfree(tmp);
		return -EFAULT;
	}

	msg[0].addr = client->addr; //地址
	msg[0].flags = 0; // 0為寫
	msg[0].len = count; //要寫的位元組數
	msg[0].buf = tmp;   //要寫的資料
	ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 1); //傳輸I2C訊息
	return (ret == 1) ? count : ret;
}