I2C匯流排架構之裝置驅動

i2c裝置驅動是i2c框架中最接近應用層的，其上接應用層，下接i2c核心。也是驅動開發人員需要實現的**，在此驅動中我們只需負責以下步驟（以ap3216c為例）：

a. 新增硬體資訊（裝置樹）

b. 搭建驅動框架

c. 構建i2c_driver，並註冊到linux

d. 註冊字元裝置

e. 向應用層提供i2c裝置操作介面

f. 登出i2c裝置

本篇文章會按照以上六個階段展開解析。

a. 新增硬體資訊裝置樹（裝置樹）

首先觀察硬體i2c裝置掛載到哪個i2c匯流排上，然後在裝置樹檔案找到該匯流排的裝置節點，在節點下建立子節點描述i2c裝置硬體資訊即可。

&i2c1 ;
};

b. 搭建驅動框架所謂搭建驅動框架，無非就是字元驅動將驅動入口、出口、以及對應用層的介面實現。與其他字元驅動的搭建是一樣的。

c. 構建i2c_driver，並註冊到linux i2c中

首先先看需要構建的i2c_driver結構體原型：

struct i2c_driver 
;

注：i2c_driver類似於platform_driver，在i2c_driver註冊到核心且名稱與裝置樹匹配一致就會進入probe中，在要解除安裝該驅動時會進入remove中。因此要填充i2c_driver的入口函式probe、出口函式(remove)和用於匹配的硬體資訊driver。

static
struct i2c_driver ap3216c_device_driver =
,.id_table = ap3216c_id,
};

d. 註冊i2c裝置

static
int __init ap3216c_init
(void
)

注：註冊i2c裝置很簡單，只需要在初始化中呼叫linux提供的巨集i2c_add_driver 即可。但是i2c_add_driver具體如何實現，有必要了解一下：

首先，這個巨集呼叫了i2c_register_driver：

#define i2c_add_driver(driver) \
i2c_register_driver(this_module, driver)

再大致了解i2c_register_driver函式流程:

--
- drivers --
- i2c_core.c --
-i2c_register_driver(--
- driver->driver.bus =
&i2c_bus_type
|struct module *owner,|-
init_list_head
(&driver->clients)
|struct i2c_driver *driver)|-
driver_register
(&driver->driver)||
-i2c_for_each_dev
(driver, __process_new_driver)|-
i2c_for_each_dev(--
-bus_for_each_dev
(&i2c_bus_type,
null
, data, fn)
|void
*data,
|int
(*fn)
(struct device *
,void*)
)|-__process_new_driver(--
-if(dev->type !=
&i2c_adapter_type)
struct device *dev,
|return0;
void
*data)|-
i2c_do_add_adapter
(data,
to_i2c_adapter
(dev)
);

小結：從上圖流程來看，在將i2c結構體註冊進核心時，呼叫了屬於i2c核心的i2c_register_driver。進入i2c核心中，會將i2c結構體新增到i2c鍊錶中，並實現i2c_client與i2c_driver的匹配，匹配成功會進入i2c_driver 結構體的probe函式中。(具體實現放在i2c核心文章分析)

e. 向應用層提供i2c裝置操作介面

成功進入probe函式後，就說明i2c驅動配置基本成功。接下來在probe中需要實現字元驅動的註冊，以及實現對外的讀寫介面。字元驅動的註冊**，與其他字元驅動是一致的，瀏覽**實現即可。主要分析對外介面的讀寫i2c裝置操作：

在微控制器的程式中，實現對i2c裝置的讀寫，需要手動實現讀寫i2c暫存器，或者通過gpio模擬i2c時序與i2c裝置通訊。而在linux中，如何與i2c裝置的具體通訊已經被封裝成固定的api，在程式中填充這些api的資料引數呼叫即可，列舉讀寫單個位元組的實現：

static
intap3216c_read_regs
(struct sap3216c_dev *dev,
unsigned
char reg,
void
*val,
int len)
else
return ret;
}static
intap3216c_write_regs
(struct sap3216c_dev *dev,
unsigned
char reg,
unsigned
char
*buf,
unsigned
char len)

小結：由以上**發現，在與i2c裝置的讀寫通訊中，都是通過呼叫i2c_transfer實現。

i2c_transfer的三個引數意義：

(1) client->adapter: 該i2c裝置連線的i2c匯流排介面卡；

(2) msg：需要傳送的資料；

(3) 1：需要傳送的msg個數。

(1) 寫操作只需要乙個msg結構體：

起始位 + 寫操作(msg[0]) + 停止位。

(2) 讀操作需要兩個msg結構體 :

起始位+ 寫操作(寫入位址 msg[0])+ 起始位 + 讀操作(存入msg[1]) + 停止位。

f. 登出i2c裝置

登出操作：在字元驅動出口函式中，解除安裝掉註冊的i2c裝置。這裡呼叫i2c_del_driver即可實現，與i2c_add_driver是對應的。

static
void __exit ap3216c_exit
(void
)

到這裡本篇文章對i2c裝置驅動的具體分析基本完成。本篇以ap3216c光敏感測器**為例，從入口到出口**走向展開分析。通讀文章大致了解，會發現本篇i2c裝置驅動是與虛擬匯流排platform架構類似。不同的是platform是軟體實現的虛擬匯流排，在soc上並不存在；而i2c匯流排，在soc上是實際存在的。相同的是兩者實現將驅動分層為硬體引數和驅動抽象，在註冊時遍歷匹配，然後進入正文probe中！

由於linux內部的實現較為複雜，本篇主要以裝置驅動的角度來分析整個驅動的**走向，涉及到內部api的實現，本篇只大概介紹其功能，剩餘部分會放在i2c核心繼續分析。

參考：

《linux裝置驅動開發詳解》

《【正點原子】i.mx6u嵌入式linux驅動開發指南v1.4》

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