Linux I2C framework(3) -- I2C consumer driver

最新推荐文章于 2023-11-10 16:18:28 发布

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本文详细介绍了在嵌入式系统中I2C总线的两种设备形态及其DTS描述方法，重点讲解了如何根据设备形态编写I2C slave设备驱动程序，包括设备在DTS中的描述规范、驱动程序的编写步骤以及核心APIs的使用。

编写I2C slave device驱动程序

1.i2c slave device形态

嵌入式系统I2C总线上连接的slave device，有两种形态，如下：
在这里插入图片描述

CPU和设备之间的所有数据交互，都是通过I2C总线进行，没有其它方式，如PMIC、Audio codec等。
I2C只是CPU和设备之间进行数据交互的一种，例如HDMI，图像以及音频数据通过TDMS接口传输，EDID等信息的交互通过I2C总线（在HDMI协议中称作DDC接口）。

设备形态决定设备在设备模型中的位置：

形态1，以PMIC为例，可以把它看作I2C bus上的一个设备；
形态2，以TV为例，它一部分功能可看作I2C bus上的一个设备，另一部分是却是platform bus（HDMI Controller）上的一个设备，它的设备驱动要怎么写？一般是以其主要功能为准，TV的主要功能明显是音视频传输，因此应该当做一个platform设备。

2.DTSI settings

在设备模型中的位置不同，最终体现在DTS的描述方式不同。

形态1，pmic的DTS node是i2c1的一个child node，I2C core负责该设备的创建和注册，以及和其driver的probe等操作：

/* arch/arm/boot/dts/imx6dl-riotboard.dts */
&i2c1 { 
        clock-frequency = <100000>; 
        pinctrl-names = "default"; 
        pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>; 
        status = "okay"; 
        … 
        pmic: pf0100@08 { 
                compatible = "fsl,pfuze100"; 
                … 
        }; 
        ... 
};

形态2，hdmi的DTS node位于根目录，作为platform device存在，它的DDC功能所使用的i2c2，是以一个变量的形式引用的：

/* arch/arm/boot/dts/imx6dl-riotboard.dts */
&hdmi { 
       ddc-i2c-bus = <&i2c2>; 
       status = "okay"; 
};

3.编写步骤(形态1)

根据硬件的连接方式，确定该设备所从属的I2C controller（即I2C adapter）。
在I2C adapter的DTS node中，添加该设备的DTS描述，其格式和正常的platform device一致。
DTS描述中的compatible关键字用于设备和驱动的probe，如“compatible = “fsl,pfuze100”;”，其它字段根据实际情况自行添加。
编写该设备的驱动程序，完成如下内容（如drivers/regulator/pfuze100-regulator.c）：
- 定义一个struct i2c_driver类型的变量，并调用module_i2c_driver接口将其注册到I2C core中。
- 该变量包含应包含一个DTS中的“compatible ”字段相同的of_match_table，以及一个probe接口。
由“Linux I2C framework(2)- I2C provider”的描述可知，I2C framework core会在每一个I2C adapter注册时，为它下面所有的slave device创建struct i2c_client结构，并匹配对应的struct i2c_driver变量，调用driver的probe接口。
i2c_driver的probe接口的输入参数是struct i2c_client类型的指针（代表I2C slave device），以struct i2c_client指针为参数，可以调用i2c_master_send/i2c_master_recv接口进行简单的I2C传输，同时，也可以通过该指针获得所属的I2C adapter指针，然后通过i2c_transfer接口，进行更为复杂的read、write操作（可参考“drivers/base/regmap/regmap-i2c.c”中的regmap_i2c_read接口）。

4.相关APIs

i2c_register_driver
i2c_del_driver

4.1.i2c_register_driver

int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
{
    int res;

    /* add the driver to the list of i2c drivers in the driver core */
    driver->driver.owner = owner;
    driver->driver.bus = &i2c_bus_type;    // 设置驱动的注册总线 i2c_bus_type

    /* When registration returns, the driver core
     * will have called probe() for all matching-but-unbound devices.
     */
    res = driver_register(&driver->driver);    // 注册进kernel设备驱动框架

    pr_debug("i2c-core: driver [%s] registered\n", driver->driver.name);

    INIT_LIST_HEAD(&driver->clients);
    /* Walk the adapters that are already present */
    i2c_for_each_dev(driver, __process_new_driver);   // 轮询 i2c_bus_type 下的所有设备，并匹配驱动
    return 0;
}

分析 __process_new_driver：

static int __process_new_driver(struct device *dev, void *data)
{
    if (dev->type != &i2c_adapter_type)    // 非 i2c_adapter 不能进一步处理
        return 0;
    return i2c_do_add_adapter(data, to_i2c_adapter(dev));    // 根据该驱动支持的address list，探测，创建并注册相应的i2c_client
}

参考代码：