Linux内核基础 -- I2C 控制器驱动开发指南

发布于:2024-05-16 ⋅ 阅读:(60) ⋅ 点赞:(0)

Linux Kernel I2C 控制器驱动开发指南

本文档旨在指导开发者如何在 Linux 内核中编写和注册 I2C 控制器驱动。

1. I2C 控制器驱动代码位置

在 Linux 内核中,I2C 控制器的驱动代码通常位于以下路径:

drivers/i2c/busses/

在这个目录中,每个 I2C 控制器的驱动通常都有一个独立的 C 文件。例如,i2c-bcm2835.ci2c-imx.c 等。

2. 将 I2C 控制器驱动注册进 Linux 框架

要将 I2C 控制器驱动注册进 Linux 框架,通常需要完成以下步骤:

2.1 定义并初始化 I2C 控制器的 i2c_adapter 结构体

static struct i2c_adapter my_i2c_adapter = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .class = I2C_CLASS_HWMON,
    .algo = &my_i2c_algorithm,
    .dev.parent = &pdev->dev,
    .nr = my_i2c_bus_number,
    .name = "My I2C Adapter",
};

2.2 实现 I2C 控制器的操作函数

这些操作函数包括 master_xferfunctionality 等,通常在 i2c_algorithm 结构体中定义。

static struct i2c_algorithm my_i2c_algorithm = {
    .master_xfer = my_i2c_master_xfer,
    .functionality = my_i2c_functionality,
};

2.3 注册 I2C 适配器

在驱动的 probe 函数中调用 i2c_add_adapter 将 I2C 适配器注册到 I2C 核心框架中。

static int my_i2c_probe(struct platform_device *pdev)
{
    // 设备初始化代码
    ...
    // 注册 I2C 适配器
    ret = i2c_add_adapter(&my_i2c_adapter);
    if (ret)
        return ret;
    ...
}

2.4 注销 I2C 适配器

在驱动的 remove 函数中调用 i2c_del_adapter 注销 I2C 适配器。

static int my_i2c_remove(struct platform_device *pdev)
{
    i2c_del_adapter(&my_i2c_adapter);
    ...
}

2.5 定义平台驱动结构体

包含 proberemove 函数,并通过 module_platform_driver 宏进行注册。

static struct platform_driver my_i2c_driver = {
    .probe = my_i2c_probe,
    .remove = my_i2c_remove,
    .driver = {
        .name = "my_i2c",
        .of_match_table = of_match_ptr(my_i2c_dt_ids),
    },
};

module_platform_driver(my_i2c_driver);

3. my_i2c_functionality 函数的作用

my_i2c_functionality 函数在 I2C 控制器驱动中用于返回该 I2C 控制器所支持的功能。这些功能定义在 I2C 核心框架中,并以一组标志(flags)的形式表示。这些标志可以是对 I2C 核心框架提供的一些标准功能的支持,比如 10-bit 地址模式、多主模式等。

3.1 常见的功能标志

以下是一些常见的 I2C 功能标志,它们定义在 include/linux/i2c.h 文件中:

  • I2C_FUNC_I2C: 标准 I2C-level 功能(读写传输)。
  • I2C_FUNC_10BIT_ADDR: 支持 10-bit 地址。
  • I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING: 支持协议转换。
  • I2C_FUNC_SMBUS_EMUL: 支持 SMBus 仿真。
  • I2C_FUNC_SMBUS_QUICK: 支持 SMBus Quick 命令。
  • I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE: 支持 SMBus 读字节命令。
  • I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE: 支持 SMBus 写字节命令。
  • I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE_DATA: 支持 SMBus 读字节数据命令。
  • I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE_DATA: 支持 SMBus 写字节数据命令。
  • I2C_FUNC_SMBUS_READ_WORD_DATA: 支持 SMBus 读字数据命令。
  • I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_WORD_DATA: 支持 SMBus 写字数据命令。
  • I2C_FUNC_SMBUS_BLOCK_DATA: 支持 SMBus 块数据传输。

3.2 示例

假设我们的 I2C 控制器支持标准 I2C 功能和 SMBus 仿真功能,那么 my_i2c_functionality 函数可以这样实现:

static u32 my_i2c_functionality(struct i2c_adapter *adap)
{
    return I2C_FUNC_I2C | I2C_FUNC_SMBUS_EMUL;
}

这个函数返回一个 32-bit 的整数,其中每个 bit 表示一个支持的功能。I2C 核心框架调用这个函数以了解该 I2C 控制器的能力,然后可以相应地执行不同的操作。