Linux的I2C驅(qū)動架構(gòu)

longjiacheng

最近因?yàn)楣ぷ餍枰�涉及到�?span id="a9ur7n9vt" class=highlightedSearchTerm>I2C總線。雖然我過去用過I2c，但看了 Linux kernel 后才發(fā)現(xiàn)，一個 layer 能被做到這樣完善。

1.     Linux的I2C驅(qū)動架構(gòu)

Linux中I2C總線的驅(qū)動分為兩個部分，總線驅(qū)動（BUS）和設(shè)備驅(qū)動（DEVICE）。其中總線驅(qū)動的職責(zé)，是為系統(tǒng)中每個I2C總線增加相應(yīng)的讀寫方法。但是總線驅(qū)動本身并不會進(jìn)行任何的通訊，它只是存在在那里，等待設(shè)備驅(qū)動調(diào)用其函數(shù)。

 

設(shè)備驅(qū)動則是與掛在I2C總線上的具體的設(shè)備通訊的驅(qū)動。通過I2C總線驅(qū)動提供的函數(shù)，設(shè)備驅(qū)動可以忽略不同總線控制器的差異，不考慮其實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)地與硬件設(shè)備通訊。

 

1.1 總線驅(qū)動

在系統(tǒng)開機(jī)時(shí)，首先裝載的是I2C總線驅(qū)動。一個總線驅(qū)動用于支持一條特定的I2C總線的讀寫。一個總線驅(qū)動通常需要兩個模塊，一個struct i2c_adapter和一個struct i2c_algorithm來描述：

static struct i2c_adapter pb1550_board_adapter = {  name:              "pb1550 adapter",  id:                I2C_HW_AU1550_PSC,  algo:              NULL,  algo_data:         &pb1550_i2c_info,  inc_use:           pb1550_inc_use,  dec_use:           pb1550_dec_use,  client_register:   pb1550_reg,  client_unregister: pb1550_unreg,  client_count:      0,};

 

這個樣例掛接了一個叫做“pb1550 adapter”的驅(qū)動。但這個模塊并未提供讀寫函數(shù)，具體的讀寫方法由第二個模塊，struct i2c_algorithm提供。

 

static struct i2c_algorithm au1550_algo = {

.name         = "Au1550 algorithm",

.id      = I2C_ALGO_AU1550,

.master_xfer  = au1550_xfer,

.functionality     = au1550_func,

};

 

i2c_adap->algo = &au1550_algo;

   

這個樣例給上述總線驅(qū)動增加了讀寫“算法”。通常情況下每個I2C總線驅(qū)動都定義一個自己的讀寫算法，但鑒于有些總線使用相同的算法，因而可以共用同一套讀寫函數(shù)。本例中的驅(qū)動定義了自己的讀寫算法模塊，起名叫“Au1550 algorithm”。

 

全部填妥后，通過調(diào)用：

i2c_add_adapter(i2c_adap);

 

將這兩個模塊注冊到操作系統(tǒng)里，總線驅(qū)動就算裝上了。對于AMD au1550，這部分已經(jīng)由AMD提供了。

1.2 設(shè)備驅(qū)動

如前所述，總線驅(qū)動只是提供了對一條總線的讀寫機(jī)制，本身并不會去做通信。通信是由I2C設(shè)備驅(qū)動來做的，設(shè)備驅(qū)動透過I2C總線同具體的設(shè)備進(jìn)行通訊。一個設(shè)備驅(qū)動有兩個模塊來描述，struct i2c_driver和struct i2c_client。

 

當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)、I2C總線驅(qū)動裝入完成后，就可以裝入設(shè)備驅(qū)動了。首先裝入如下結(jié)構(gòu)：

 

static struct i2c_driver driver = {

        .name           = "i2c TV tuner driver",

        .id             = I2C_DRIVERID_TUNER,

        .flags          = I2C_DF_NOTIFY,

        .attach_adapter = tuner_probe,

        .detach_client  = tuner_detach,

        .command        = tuner_command,

};

 

i2c_add_driver(&driver);

 

這個i2c_driver一旦裝入完成，其中的attach_adapter函數(shù)就會被調(diào)用。在其中可以遍歷系統(tǒng)中的每個i2c總線驅(qū)動，探測想要訪問的設(shè)備：

 

static int tuner_probe(struct i2c_adapter *adap)

{

return i2c_probe(adap, &addr_data, tuner_attach);

}

 

注意探測可能會找到多個設(shè)備，因而不僅一個I2C總線可以掛多個不同類型的設(shè)備，一個設(shè)備驅(qū)動也可以同時(shí)為掛在多個不同I2C總線上的設(shè)備服務(wù)。

 

每當(dāng)設(shè)備驅(qū)動探測到了一個它能支持的設(shè)備，它就創(chuàng)建一個struct i2c_client來標(biāo)識這個設(shè)備：

new_client->addr = address;

new_client->adapter = adapter;

new_client->driver = &driver;

 

/* Tell the I2C layer a new client has arrived */

err = i2c_attach_client(new_client);

if (err)

    goto error;

 

可見，一個i2c_client代表著位于adapter總線上，地址為address，使用driver來驅(qū)動的一個設(shè)備。它將總線驅(qū)動與設(shè)備驅(qū)動，以及設(shè)備地址綁定在了一起。一個i2c_client就代表著一個I2C設(shè)備。

 

當(dāng)?shù)玫?SPAN lang=EN-US>I2C設(shè)備后，就可以直接對此設(shè)備進(jìn)行讀寫：

/*

 * The master routines are the ones normally used to transmit data to devices

 * on a bus (or read from them). Apart from two basic transfer functions to

 * transmit one message at a time, a more complex version can be used to

 * transmit an arbitrary number of messages without interruption.

 */

extern int i2c_master_send(struct i2c_client *,const char* ,int);

extern int i2c_master_recv(struct i2c_client *,char* ,int);

 

與通常意義上的讀寫函數(shù)一樣，這兩個函數(shù)對i2c_client指針指定的設(shè)備，讀寫int個char。返回值為讀寫的字節(jié)數(shù)。對于我們現(xiàn)有的SLIC的驅(qū)動，只要將最后要往總線上進(jìn)行讀寫的數(shù)據(jù)引出傳輸?shù)竭@兩個函數(shù)中，移植工作就算完成了，我們將得到一個Linux版的I2C設(shè)備驅(qū)動。