Linux I2C 驱动_linuxiic设备

1.Linux I2C 驱动框架简介

裸机两部分驱动：
①、 I2C 主机驱动。
②、 I2C 设备驱动。
对于 I2C 主机驱动，一旦编写完成就不需要再做修改，其他的 I2C 设备直接调用主机驱动
提供的 API 函数完成读写操作即可。

Linux内核也将 I2C 驱动分为两部分：
①、 I2C 总线驱动， I2C 总线驱动就是 SOC 的 I2C 控制器驱动，也叫做 I2C 适配器驱动。
②、 I2C 设备驱动， I2C 设备驱动就是针对具体的 I2C 设备而编写的驱动。

2.I2C 总线驱动

来看一下 I2C 总线，在讲 platform 的时候就说过， platform 是虚拟出来的一条总线，目的是为了实现总线、设备、驱动框架。对于 I2C 而言，不需要虚拟出一条总线，直接使用 I2C总线即可。

I2C 适配器驱动的主要工作就是初始化 i2c_adapter 结构体变量，然后设置 i2c_algorithm 中的 master_xfer 函数。

完成以后通过 i2c_add_numbered_adapter或 i2c_add_adapter 这两个函数向系统注册设置好的 i2c_adapter。

这两个函数的区别在于 i2c_add_adapter 使用动态的总线号，而 i2c_add_numbered_adapter
使用静态总线号。

比如 I.MX6U 的 I2C 适配器驱动 NXP 已经编写好了，这个不需要用户去编写。因此 I2C 总线驱动对我们这些 SOC 使用者来说是被屏蔽掉的，我们只要专注于 I2C 设备驱动即可。

2.I2C 设备驱动

硬件原理图：

设备树修改如下：

&i2c1 {
    clock-frequency = <100000>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;
    status = "okay";
	
    /* 1e:i2c从机地址是0x1e  */
	ap3216c@1e {     
		compatible = "alientek,ap3216c";
		reg = <0x1e>;  
	};
};
 
 
&iomuxc {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_hog_1>;
    imx6ul-evk {
 
        pinctrl_i2c1: i2c1grp {
            fsl,pins = <
                MX6UL_PAD_UART4_TX_DATA__I2C1_SCL 0x4001b8b0
                MX6UL_PAD_UART4_RX_DATA__I2C1_SDA 0x4001b8b0
            >;
        };
    };
};

      i2c_driver 注册流程
/* i2c 驱动的 probe 函数 */
static int xxx_probe(struct i2c_client *client,
                     const struct i2c_device_id *id)
{
	/* 函数具体程序 */
	return 0;
}
 
/* i2c 驱动的 remove 函数 */
static int xxx_remove(struct i2c_client *client)
{
	/* 函数具体程序 */
	return 0;
}
 
/* 传统匹配方式 ID 列表 */
static const struct i2c_device_id xxx_id[] = {
	{"xxx", 0},
	{}
};
 
/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {
	{ .compatible = "xxx" },
	{ /* Sentinel */ }
};
 
/* i2c 驱动结构体 */
static struct i2c_driver xxx_driver = {
	.probe = xxx_probe,
	.remove = xxx_remove,
	.driver = {
    	.owner = THIS_MODULE,
	    .name = "xxx",
	    .of_match_table = xxx_of_match,
	},
	.id_table = xxx_id,
};
 
/* 驱动入口函数 */
static int __init xxx_init(void)
{
	int ret = 0;
 
	ret = i2c_add_driver(&xxx_driver);
	return ret;
}
 
/* 驱动出口函数 */
static void __exit xxx_exit(void)
{
	i2c_del_driver(&xxx_driver);
}
 
module_init(xxx_init);
module_exit(xxx_exit);

/* 读取AP3216C的N个寄存器值
* @description : 从 ap3216c 读取多个寄存器数据
* @param – dev : ap3216c 设备
* @param – reg : 要读取的寄存器首地址
* @param – val : 读取到的数据
* @param – len : 要读取的数据长度
* @return      : 操作结果
*/
static int ap3216c_read_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, void *val, int len)
{
	/* i2c_msg 结构体 --- Linux 内核使用 i2c_msg 结构体来描述一个消息。
	   注意：一个i2c_msg结构变量，代表着一次单方向的完整传输。
	struct i2c_msg {
		__u16 addr;        // 从机地址 
		__u16 flags;       // 标志 
		#define I2C_M_TEN          0x0010
		#define I2C_M_RD           0x0001 //读取数据，从从设备到主设备
		#define I2C_M_STOP         0x8000
		#define I2C_M_NOSTART      0x4000
		#define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000
		#define I2C_M_IGNORE_NAK   0x1000
		#define I2C_M_NO_RD_ACK    0x0800
		#define I2C_M_RECV_LEN     0x0400
		__u16 len;        // 消息(本msg)长度 
		__u8 *buf;         // 消息数据 
	};
	*/
    struct i2c_msg msg[2];
	
    struct i2c_client *client = (struct i2c_client*)dev->private_data;
    
    /*  msg[0]发送要读取的寄存器首地址 */
    msg[0].addr  = client->addr; /* 从机地址，也就是AP3216C地址 */
    msg[0].flags = 0;            /* 表示为写数据 */
    msg[0].buf = ®           /* 要发送的数据，也就是寄存器地址 */
    msg[0].len = 1;              /* 要发送的寄存器地址长度为1 */
 
    /* msg[1]读取数据 */
    msg[1].addr  = client->addr; /* 从机地址，也就是AP3216C地址 */
    msg[1].flags = I2C_M_RD;     /* 表示读数据 */
    msg[1].buf = val;            /* 接收到的从机发送的数据 */
    msg[1].len = len;            /* 要读取的寄存器长度 */
 
	return i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);
}
 
/* 读取AP3216C一个寄存器 
* @description : 读取 ap3216c 指定寄存器值，读取一个寄存器
* @param – dev : ap3216c 设备
* @param – reg : 要读取的寄存器
* @return      : 读取到的寄存器值
*/
static u8 ap3216c_read_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg)
{
    u8 data  = 0;
    ap3216c_read_regs(dev, reg, &data, 1);
    return data;
}

/* 向AP3216C写N个寄存器的数据
* @description : 向 ap3216c 多个寄存器写入数据
* @param – dev : ap3216c 设备
* @param – reg : 要写入的寄存器首地址
* @param – val : 要写入的数据缓冲区
* @param – len : 要写入的数据长度
* @return      : 操作结果
*/
static int ap3216c_write_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len)
{
    u8 b[256];
    struct i2c_msg msg;
    struct i2c_client *client = (struct i2c_client*)dev->private_data;
    
    /* 构建要发送的数据，也就是寄存器首地址+实际的数据 */
    b[0] = reg;              //存放寄存器首地址
    memcpy(&b[1], buf, len); //存放实际的数据
 
    msg.addr  = client->addr; /* 从机地址，也就是AP3216C地址 */
    msg.flags = 0;            /* 表示为写数据 */
    msg.buf = b;              /* 要发送的数据，寄存器地址+实际数据 */
    msg.len = len + 1;        /* 要发送的数据长度：寄存器地址长度(1)+实际的数据长度 */
 
	/* Linux 下使用 i2c_transfer 来读写 I2C 设备中的寄存器，即使用 i2c_transfer 进行 I2C 数据收发。
	   adap： 所使用的 I2C 适配器， i2c_client 会保存其对应的 i2c_adapter。
	   msgs： I2C 要发送的一个或多个消息。
	   num： 消息数量，也就是 msgs 的数量。
	   返回值： 负值，失败，其他非负值，发送的 msgs 数量。
	*/
	return i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);
}
 
/* 向AP3216C一个寄存器写数据
* @description  : 向 ap3216c 指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器
* @param – dev  : ap3216c 设备
* @param – reg  : 要写的寄存器
* @param – data : 要写入的值
* @return       : 无
*/
static void ap3216c_write_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 data)
{
    u8 buf  = 0;
    buf = data;
    ap3216c_write_regs(dev, reg, &buf, 1);
}