Linux启动过程分析(十一)----i2c_dev_init

本文详细解析了I2C设备驱动的初始化过程,包括设备号注册、设备类创建、适配器跟踪与绑定等关键步骤,展示了核心函数__register_chrdev、cdev_alloc和cdev_add的工作原理。

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I2c-dev.c (drivers\i2c):module_init(i2c_dev_init);


/* ------------------------------------------------------------------------- */

/*
 * module load/unload record keeping
 */

static int __init i2c_dev_init(void)
{
	int res;

	printk(KERN_INFO "i2c /dev entries driver\n");

	res = register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops);//注册设备号
	if (res)
		goto out;

	i2c_dev_class = class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");//在/proc/devices下创建设备节点
	if (IS_ERR(i2c_dev_class)) {//判断是否创建成功
		res = PTR_ERR(i2c_dev_class);
		goto out_unreg_chrdev;
	}

	/*跟踪适配器被添加或之后被删除 */
	res = bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);
	if (res)
		goto out_unreg_class;

	/* 绑定到已经存在的适配器 */
	i2c_for_each_dev(NULL, i2cdev_attach_adapter);

	return 0;

out_unreg_class:
	class_destroy(i2c_dev_class);
out_unreg_chrdev:
	unregister_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c");
out:
	printk(KERN_ERR "%s: Driver Initialisation failed\n", __FILE__);
	return res;
}

res = register_chrdev(I2C_MAJOR, “i2c”, &i2cdev_fops);//注册设备号

#define I2C_MAJOR	89		/* Device major number		*/

static const struct file_operations i2cdev_fops = {
	.owner		= THIS_MODULE,
	.llseek		= no_llseek,
	.read		= i2cdev_read,
	.write		= i2cdev_write,
	.unlocked_ioctl	= i2cdev_ioctl,
	.open		= i2cdev_open,
	.release	= i2cdev_release,
};

static inline int register_chrdev(unsigned int major, const char *name,
				  const struct file_operations *fops)
{
	return __register_chrdev(major, 0, 256, name, fops);
}

将变量传递进来:
__register_chrdev(I2C_MAJOR, 0, 256, “i2c”,&i2cdev_fops);


/**
 * __register_chrdev() - 创建并且注册一个占据一系列次设备号的cdev 
 * @major: 主设备号或者 0用于动态分配
 * @baseminor:请求的一系列次设备号的第一个
 * @count: 请求的次设备号的数目
 * @name: 一系列设备的名字
 * @fops: 与这个设备相关联的文件操作
 *
 * 如果@major == 0 这个函数将会动态的分配一个主设备号,然后返回具体的数字
 *
 * 如果 @major > 0 这个函数将会预留给设备一个给定的主设备号的
 * 如果返回0表示成功 
 * 
 * 设备的名字和/dev下的设备名字没有关系。它仅仅是帮助追踪设备不同的所有者。如果你的模块名字
 * 仅仅有一种类型,用这里定义的名字类型也是可以的。
 */
int __register_chrdev(unsigned int major, unsigned int baseminor,
		      unsigned int count, const char *name,
		      const struct file_operations *fops)
{
	struct char_device_struct *cd;
	struct cdev *cdev;
	int err = -ENOMEM;
	/*用特定的次设备号范围注册一个单独的主设备号*/
	cd = __register_chrdev_region(major, baseminor, count, name);
	if (IS_ERR(cd))
		return PTR_ERR(cd);
	/*分配一个cdev结构*/
	cdev = cdev_alloc();
	if (!cdev)
		goto out2;
	/*设置设备用户,文件操作指针,设备名称*/
	cdev->owner = fops->owner;
	cdev->ops = fops;
	kobject_set_name(&cdev->kobj, "%s", name);
	/*添加设备到系统中module结构体链表中,使之模块立即生效。此后文件操作,可以正常使用*/
	err = cdev_add(cdev, MKDEV(cd->major, baseminor), count);
	if (err)
		goto out;

	cd->cdev = cdev;

	return major ? 0 : cd->major;
out:
	kobject_put(&cdev->kobj);
out2:
	kfree(__unregister_chrdev_region(cd->major, baseminor, count));
	return err;
}

cdev_alloc用于分配一个cdev结构:

struct cdev {
	struct kobject kobj;
	struct module *owner;
	const struct file_operations *ops;
	struct list_head list;
	dev_t dev;
	unsigned int count;
};

重点看一下cdev_add这个函数:


/**
 * cdev_add() - 给这个系统增加一个字符设备
 * @p: 设备的cdev结构 
 * @dev:设备的第一个设备号
 * @count: 这个设备指向的连续次设备号的数目
 */
int cdev_add(struct cdev *p, dev_t dev, unsigned count)
{
	p->dev = dev;
	p->count = count;
	return kobj_map(cdev_map, dev, count, NULL, exact_match, exact_lock, p);
}


int kobj_map(struct kobj_map *domain, dev_t dev, unsigned long range,
	     struct module *module, kobj_probe_t *probe,
	     int (*lock)(dev_t, void *), void *data)
{
	unsigned n = MAJOR(dev + range - 1) - MAJOR(dev) + 1;
	unsigned index = MAJOR(dev);
	unsigned i;
	struct probe *p;

	if (n > 255)
		n = 255;

	p = kmalloc(sizeof(struct probe) * n, GFP_KERNEL);

	if (p == NULL)
		return -ENOMEM;

	for (i = 0; i < n; i++, p++) {
		p->owner = module;
		p->get = probe;
		p->lock = lock;
		p->dev = dev;
		p->range = range;
		p->data = data;
	}
	mutex_lock(domain->lock);
	for (i = 0, p -= n; i < n; i++, p++, index++) {
		struct probe **s = &domain->probes[index % 255];
		while (*s && (*s)->range < range)
			s = &(*s)->next;
		p->next = *s;
		*s = p;
	}
	mutex_unlock(domain->lock);
	return 0;
}

<think>我们之前使用了i2c_probe函数,但用户反馈没有该函数。在Zephyr RTOS中,确实没有直接名为i2c_probe的公开函数。我们需要调整方法。在Zephyr中,通常使用i2c_write或i2c_write_read来探测设备,通过返回值判断设备是否存在。因此,我们需要修改之前的代码示例,使用i2c_write_read_dt或类似函数进行设备探测。同时,注意用户之前的问题是关于i2c_write_dt返回-5错误,且设备检查正常。现在需要提供正确的设备探测方法。</think>### 关于 Zephyr RTOS 中 I2C 设备探测的正确方法 在 Zephyr RTOS 中,`i2c_probe()` 函数确实不存在于公共 API 中。这是常见的误解,因为该函数名在 Linux 和其他系统中存在,但在 Zephyr 中需要使用替代方法。 #### 正确的设备探测方法: 1. **使用 `i2c_write_read()` 进行探测**: ```c int probe_device(const struct i2c_dt_spec *dev, uint8_t addr) { uint8_t dummy; // 尝试读取1字节数据(通常使用设备寄存器0x00) int ret = i2c_write_read_dt(dev, &addr, 1, &dummy, 1); return (ret == 0) ? 0 : -ENODEV; } ``` 2. **设备树验证法**: ```c if (!device_is_ready(dev_spec->bus)) { LOG_ERR("I2C controller not ready"); return; } // 检查设备树配置的设备是否响应 uint8_t test_cmd = 0x00; // 通常使用设备ID寄存器 uint8_t buffer; if (i2c_write_read_dt(dev_spec, &test_cmd, 1, &buffer, 1) != 0) { LOG_ERR("Device at 0x%x not responding", dev_spec->addr); } ``` 3. **总线扫描实现**: ```c void scan_i2c_devices(const struct device *i2c_dev) { struct i2c_msg msg = { .buf = &dummy_reg, .len = 1, .flags = I2C_MSG_WRITE | I2C_MSG_STOP, }; for (uint16_t addr = 0x08; addr <= 0x77; addr++) { msg.addr = addr; if (i2c_transfer(i2c_dev, &msg, 1, addr) == 0) { printk("Device found at 0x%x\n", addr); } k_msleep(5); // 防止总线拥塞 } } ``` #### 为什么没有 `i2c_probe`: 1. **设计哲学差异**: - Zephyr 强调静态配置(通过设备树) - 动态探测会增加运行时复杂性和资源消耗 2. **替代方案**: - 使用 `i2c_write_read()` 或 `i2c_write()` 测试设备响应 - 在设备树中预定义设备地址 ```dts pressure_sensor: ms5837@76 { compatible = "meas,ms5837"; reg = <0x76>; }; ``` 3. **最佳实践**: ```c // 初始化时验证设备存在 int init_sensor() { uint8_t reset_cmd = 0x1E; int ret = i2c_write_dt(&dev_spec, &reset_cmd, 1); if (ret == -ENODEV) { LOG_ERR("Device not found at 0x%x", dev_spec.addr); return ret; } k_msleep(5); // 等待复位完成 return 0; } ``` > **重要提示**:当使用 `i2c_write_read_dt()` 探测时,选择设备支持的寄存器地址(通常数据手册中的"WHO_AM_I"寄存器),避免使用可能修改设备状态的命令。
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