LinuxI2C总线分析主要是probe的方式1Word文档格式.docx

1、 /* the algorithm to access the bus */ void *algo_data; /* data fields that are valid for all devices */ u8 level; /* nesting level for lockdep */ struct mutex bus_lock; int timeout; /* in jiffies */ int retries; struct device dev; /* the adapter device */ int nr; char name48; struct completion dev_

2、released;Linux的I2C体系结构分为3个组成部分：1I2C核心：I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法（即“algorithm”）上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。这部分是与平台无关的。2I2C总线驱动:I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现。I2C总线驱动主要包含了I2C适配器数据结构i2c_adapter、I2C适配器的algorithm数据结构i2c_algorithm和控制I2C适配器产生通信信号的函数。经由I2C总线驱动的代码，我们可以控制I2C适配器以主控方式产生开始位、停止位、读写周期

3、，以及以从设备方式被读写、产生ACK等。不同的CPU平台对应着不同的I2C总线驱动。 总线驱动的职责，是为系统中每个I2C总线增加相应的读写方法。但是总线驱动本身并不会进行任何的通讯，它只是存在在那里，等待设备驱动调用其函数。这部分在MTK 6516中是由MTK已经帮我们实现了的，不需要我们更改。3 I2C设备驱动：I2C设备驱动是对I2C硬件体系结构中设备端的实现。设备一般挂接在受CPU控制的I2C适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。I2C设备驱动主要包含了数据结构i2c_driver和i2c_client，我们需要根据具体设备实现其中的成员函数。在Linux内核源代码中的drive

4、rs目录下的i2c_dev.c文件，实现了I2C适配器设备文件的功能，应用程序通过“i2c-%d”文件名并使用文件操作接口open（）、write（）、read（）、ioctl（）和close（）等来访问这个设备。应用层可以借用这些接口访问挂接在适配器上的I2C设备的存储空间或寄存器并控制I2C设备的工作方式。设备驱动则是与挂在I2C总线上的具体的设备通讯的驱动。通过I2C总线驱动提供的函数，设备驱动可以忽略不同总线控制器的差异，不考虑其实现细节地与硬件设备通讯。这部分在MTK 6516中是由具体的设备实现的。（比如camera）struct i2c_client：代表一个挂载到i2c总线上的

5、i2c从设备，该设备所需要的数据结构，其中包括该i2c从设备所依附的i2c主设备 struct i2c_adapter *adapter 该i2c从设备的驱动程序struct i2c_driver *driver 作为i2c从设备所通用的成员变量,比如addr, name等 该i2c从设备驱动所特有的数据，依附于dev-driver_data下struct i2c_adapter：代表主芯片所支持的一个i2c主设备。struct i2c_algorithm *algo：是该i2c主设备传输数据的一种算法，或者说是在i2c总线上完成主从设备间数据通信的一种能力。Linux的i2c子系统新、旧架构

6、并存。主要分为旧架构（Legacy）也有人称之为adapter方式，和新的架构new-style的方式。这俩者的区别主要在于设备注册和驱动注册的不同。对于Legacy的设备注册是在驱动运行的时候动态的创建，而新式的new-style则是采用静态定义的方式。注：MTK在Android2.1版上用的是Legacy的架构，而在Android2.2版上用的是new-style的架构。（在这里我就只说明Android2.2的new-style的实现方法）要完成I2C设备的驱动，我们可以分三步走：第一步：完成适配器的注册（总线）；第二步：完成I2C client的设备注册（设备）；第三步：完成I2C cl

7、ient驱动的注册（驱动）；我们分别给予介绍：（I2C-mt6516.c）就总线而言，其本质只需要我们填充俩个结构体就可以了：i2c_adapter；i2c_algorithm；i2c_add_adapter（i2c-adap）; 往总线上添加对应的适配器；struct i2c_adapter struct module *owner;unsigned int id;unsigned int class; /* classes to allow probing for */const struct i2c_algorithm *algo; /* the algorithm to access

8、the bus */void *algo_data;/* - administration stuff. */int （*client_register）（struct i2c_client *）;int （*client_unregister）（struct i2c_client *）;/* data fields that are valid for all devices */u8 level; /* nesting level for lockdep */struct mutex bus_lock;struct mutex clist_lock;int timeout; /* in j

9、iffies */int retries;struct device dev; /* the adapter device */int nr; /*该成员描述了总线号*/struct list_head clients; /* i2c_client结构链表，该结构包含device，driver和 adapter结构*/char name48;struct completion dev_released;static struct i2c_algorithm mt6516_i2c_algorithm = .master_xfer = mt6516_i2c_transfer, .smbus_xfe

10、r = NULL, .functionality = mt6516_i2c_functionality,2、设备注册记得以前的i2c设备驱动，设备部分喜欢驱动运行的时候动态创建，新式的驱动倾向于向传统的linux下设备驱动看齐，采用静态定义的方式来注册设备，使用接口为：int _init i2c_register_board_info（int busnum, struct i2c_board_info const *info, unsigned len） int status; mutex_lock（&_i2c_board_lock）; /* dynamic bus numbers will

11、be assigned after the last static one */ if （busnum = _i2c_first_dynamic_bus_num） _i2c_first_dynamic_bus_num = busnum + 1; for （status = 0; len; len-, info+） struct i2c_devinfo *devinfo; devinfo = kzalloc（sizeof（*devinfo）, GFP_KERNEL）;/申请表示i2c设备的结构体空间 if （!devinfo） pr_debug（i2c-core: cant register b

12、oardinfo!n）; status = -ENOMEM; break; /* 填写i2c设备描述结构 */ devinfo-busnum = busnum;board_info = *info; list_add_tail（&devinfo-list, &_i2c_board_list）;/添加到全局链表_i2c_board_list中 mutex_unlock（& return status;在系统初始化的过程中，我们可以通过 i2c_register_board_info，将所需要的I2C从设备加入一个名为_i2c_board_list双向循环链表，系统在成功加载I2C主设备adapt

13、后，就会对这张链表里所有I2C从设备逐一地完成 i2c_client的注册。 系统初始化的时候，会根据板级i2c设备配置信息，创建i2c客户端设备（i2c_client）,添加到i2c子系统中：static void i2c_scan_static_board_info （struct i2c_adapter *adapter） list_for_each_entry（devinfo, &_i2c_board_list, list） /遍历全局链表_i2c_board_list if （devinfo-busnum = adapter-nr & !i2c_new_device（adapter,

14、board_info） printk（KERN_ERR t create i2c%d-%04xn, i2c_adapter_id（adapter）,board_info.addr）;struct i2c_client *i2c_new_device（struct i2c_adapter *adap, struct i2c_board_info const *info） struct i2c_client *client; int status; client = kzalloc（sizeof *client, GFP_KERNEL）;client） return NULL; client-ad

15、apter = adap;dev.platform_data = info-platform_data; if （info-archdata） client-dev.archdata = *info-archdata;flags = info-flags;addr = info-addr;irq = info-irq; strlcpy（client-name, info-type, sizeof（client-name）; /* Check for address business */ status = i2c_check_addr（adap, client-addr）; if （statu

16、s） goto out_err;dev.parent = &client-adapter-dev;dev.bus = &i2c_bus_type;dev.type = &i2c_client_type; dev_set_name（&dev, %d-%04x, i2c_adapter_id（adap）, status = device_register（&dev）; dev_dbg（&adap-client %s registered with bus id %snname, dev_name（&dev）; return client;out_err: dev_err（&Failed to re

17、gister i2c client %s at 0x%02x （%d）n, client-name, client-addr, status）; kfree（client）; return NULL;IDR机制：完成的是设备ID和结构体的关联。_i2c_first_dynamic_bus_num：当前系统允许的动态总线的最大值。i2c_scan_static_board_info（adap）;/*完成新类型i2c设备的注册，一般只在主板初始化时*/此函数为整个I2C子系统的核心，它会去遍历一个由I2C从设备组成的双向循环链表，并完成所有I2C从设备的i2c_client的注册。struct i

18、2c_devinfo *devinfo; /已经建立好了的I2C从设备链表status = i2c_check_addr（adap, client- 特别要提一下的是这个“i2c_check_addr”，引用里的话：“i2c 设备的7 位地址是就当前i2c 总线而言的，是“相对地址”。不同的i2c 总线上的设备可以使用相同的7 位地址，但是它们所在的i2c 总线不同。所以在系统中一个i2c 设备的“绝对地址”由二元组（i2c 适配器的ID 和设备在该总线上的7 位地址）表示。”，所以这个函数的作用主要是排除同一i2c总线上出现多个地址相同的设备。3、I2C驱动注册：static inline

19、int i2c_add_driver（struct i2c_driver *driver） return i2c_register_driver（THIS_MODULE, driver）;int i2c_register_driver（struct module *owner, struct i2c_driver *driver） int res; /* Cant register until after driver model init */ if （unlikely（WARN_ON（!i2c_bus_type.p） return -EAGAIN; /* add the driver to

20、 the list of i2c drivers in the driver core */ driver-driver.owner = owner;driver.bus = & /* When registration returns, the driver core * will have called probe（） for all matching-but-unbound devices. res = driver_register（&driver-driver）; if （res） return res; driver %s registeredn, driver-driver.na

21、me）; INIT_LIST_HEAD（&clients）; /* Walk the adapters that are already present */core_lock）; bus_for_each_dev（&i2c_bus_type, NULL, driver, _attach_adapter）; return 0;设备和驱动的关联过程：首先当I2C从设备和I2C驱动如果处于同一条总线上，那么其在设备和驱动注册之后，将会促使I2C_bus_type中的match获得调用；（）如下：struct bus_type i2c_bus_type = .name = i2c .match =

22、i2c_device_match, .probe = i2c_device_probe, .remove = i2c_device_remove, .shutdown = i2c_device_shutdown, .suspend = i2c_device_suspend, .resume = i2c_device_resume,继续跟进i2c_device_match；i2c_match_id（driver-id_table, client） != NULL;我们回到i2c_device_probe；这个函数的关键是：status = driver-probe（client, i2c_mat

23、ch_id（driver-id_table, client）;它将函数的流程交回到了driver-probe的手中；流程图：过程分享：1、设备和驱动的关联大家知道，对于一个驱动程序有两个元素不可或缺，即设备和驱动，一般驱动都是通过设备名和驱动名的匹配建立关系的，最开始我从代码中只能发现驱动的注册，却不见设备注册的踪影，令人疑惑，跟踪发现，在i2c adapter注册时会遍历i2c_board_info这样一个结构，而这个结构在29以前或更早的内核里是不存在的，它会完成驱动与设备的匹配问题， 2、名字匹配一个i2c驱动是可以有多个名字的，即一个驱动程序可以支持多个设备，该机制是通过 struct

24、 i2c_device_id实现的，驱动中建立这么一个结构体数组，i2c架构层便会扫描该数组，与设备名去匹配，匹配成功的都会进入相应probe函数。3、进入probe该过程困惑了我一段时间，其实要进入自己驱动的probe首先需要进入总线的probe，而进入总线probe的前提是与总线的match成功。待解决的困惑：1、I2C从设备名； Legacy 的相关知识:（一） Linux的I2C驱动框架中的主要数据结构及其关系 Linux的I2C驱动框架中的主要数据结构包括：i2c_driver、i2c_client、i2c_adapter和i2c_algorithm。i2c_adapter对应于物理

25、上的一个适配器，这个适配器是基于不同的平台的，一个I2C适配器需要i2c_algorithm中提供的通信函数来控制适配器，因此i2c_adapter中包含其使用的i2c_algorithm的指针。i2c_algorithm中的关键函数master_xfer（）以i2c_msg为单位产生I2C访问需要的信号。不同的平台所对应的master_xfer（）是不同的，开发人员需要根据所用平台的硬件特性实现自己的XXX_xfer（）方法以填充i2c_algorithm的master_xfer指针。i2c_ driver对应一套驱动方法，不对应于任何的物理实体。i2c_client对应于真实的物理设备，每个I2C设备都需要一个i2c_client来描述。i2c_client依附于i2c_adpater