三、I2C客户端驱动 —— htu21d

前言

和bmp280一样，使用i2c驱动注册。需要注意的是，设备reset需要15ms，可以使用读出来的第三个字节作为CRC8校验码，进行数据校验。另外，温湿度计算公式如果使用小数，可能编译器默认的参数不支持，可以将小数转化为整数进行计算。

另外，htu21d的i2c支持两种模式，hold master模式支持SCL stretching，更加方便我们主机端读取数据，设备会在数据ADC采集完成之前，控制SCL，不让master继续后续操作，再数据完成采集后，再释放SCL，master才进行后续读取操作。另外一个模式，需要我们自己去轮询读取，指导读取到有ACK的字节，才算htu21d数据准备完毕。但是hold master有一个比较严重的问题，如果SCL stretching期间，htu21d掉电的话，master i2c bus会被占用，导致后续都没办法再继续操作了。

CRC-8

需要确定CRC使用的多项式，多项式的计算公式是依据每一项的指数排序，存在指数的项依次用1填充一个字节的一位，没有的项用0填充。比如下面的多项式：

x^8 + x^5 + x^4 + 1

那么x⁸ 应该填充第8位，x⁵ 应该填充第5位，依次类推，最后的+1，应该是 x⁰ ，最终得到的数是 100110001 ，这时得到一个9位数的值，因为只需要一个字节，因此去掉第8位，得到 00110001 （0x31）。

crc值会有一个默认初始值，htu21d要求的crc初始值是0。将crc值依次与数据的每个字节异或得到新的crc。在异或了一个字节得到新crc后，需要将当时的crc值向左移位，当最高位为1时，则将当前移位后的值与上述计算的多项式得到的值进行异或后赋给crc，如果最高位不为1，则将移位后的值赋给crc。一个字节8位都移位完成后，crc又与下一个字节异或，继续上面的操作，直到最后一个字节完成，就得到了最终的crc值。

/* x^8 + x^5 + x^4 + 1: 100110001 (00110001 -> 0x31) */
static u8 crc8_calcu(u8 *data, size_t len)
{
   
    /* init value for htu21d: 0x0 */
    u8 crc = 0x0;
    int i, j;

    for (i = 0; i < len; i++) {
   
        crc ^= data[i];
        for (j = 0; j < 8; j++) {
   
            crc = (crc & 0x80) ? ((crc << 1) ^ 0x31) : (crc << 1);
        }
    }
    return crc;
}

设备属性

在提供温湿度接口时，我们这里使用最简单的sysfs接口提供温湿度属性值，或者也可以使用字符设备驱动来完成。。一般温湿度传感器是使用iio子系统或者input子系统来提供用户接口。后续做到相应章节再实现iio和input子系统方式的接口。

总线，设备，驱动，类等内核对象都是拥有属性接口的。可以直接属性定义的宏，定义内核某个对象的属性借口，实现属性的读写功能。读属性为show，写属性为store。设备的属性接口使用以下宏进行定义：

#define DEVICE_ATTR(_name, _mode, _show, _store) \
	struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR(_name, _mode, _show, _store)

static DEVICE_ATTR(temperature, 0644, bmp280_temperature_show,
                    bmp280_temperature_store);

定义属性的名字，sysfs文件节点的权限，读写方法。当属性只读或者只写时，建议不要使用这个接口，可能回到只系统报oops。比如我不支持写，那么我给store传参会是NULL。insmod的时候回报一堆错误警告及堆栈信息出来。
定义完成后，使用 device_create_file 函数创建文件节点。

只读或者只写使用以下宏：

#define DEVICE_ATTR_RO(_name) \
	struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR_RO(_name)
#define DEVICE_ATTR_WO(_name) \
	struct device_attribute dev_attr_##_name = __ATTR_WO(_name)

在用户空间，将生成 temperature 和 humidity 两个属性节点，权限只读。可以使用cat读取设备节点，将分别读取到传感器的温度数据和湿度数据。如果支持写权限的话，可以使用echo命令进行写入。这里两个节点是以字符串的格式进行输出的，如果属性节点是输出二进制数据的，可以使用xxd命令进行读取。

设备树配置

&i2c4 {
    status = "okay";

    htu21d: htu21d@40 {
        status = "okay";
        compatible = "se,htu21d";
        reg = <0x40>;
    };
};

这里使用驱动和设备的匹配方式使用设备树风格的方式，会和驱动中 of_device_id 列表中的 compatible 字段进行匹配。可以尝试修改设备树中的compatible属性，设备树风格匹配将失败，继而使用 i2c_device_id 方式进行匹配，这个时候 i2c_device_id 匹配将匹配设备节点的名称，即 "htu21d" 。

驱动代码

#include "asm-generic/errno-base.h"
#include "linux/device.h"
#include <linux/module.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/delay.h>

struct htu21d_dev {
   
    struct i2c_client *client;

    s32 temperature;
    u32 humidity;
};

/* x^8 + x^5 + x^4 + 1: 100110001 (00110001 -> 0x31) */
static u8 crc8_calcu(u8 *data, size_t len)
{
   
    /* init value for htu21d: 0x0 */
    u8 crc = 0x0;
    int i, j;

    for (i