LINUX的IIC驱动从这开始（三）

这一篇主要是在友善的Smart210开发板上写一个符合linux的iic驱动模型的设备驱动程序，这样能有一个更感性的认识。

开发环境介绍：

主机linux版本：fedora14

开发板：友善的Smart210

嵌入式linux版本：linux-3.0.8（友善光盘自带的）

交叉编译器：arm-linux-gcc-4.5.1（友善光盘自带的）

硬件简单介绍：

、

这是从友善的原理图上截下的图，这个图没有什么复杂的，从图可以看出来EEPROM是和s5pv210上的第0个iic适配器连接的，但我是用第1个适配器写的，所以用线直接把适配器1的引脚和EEPROM相连的，我这边正好有这个项目需要，所以这样写了，你可以直接用适配器0就行了，在写驱动的时候我会说怎么选iic适配器0和iic适配器1。

我们前面说过iic驱动模型是采用分层思想的，也即总线驱动和设备驱动是分开的。那它们怎么相互联系了？总得要一个什么东西来做个匹配吧，就像以前的地下工作者，需要接头暗号，要不然就乱套了，哈哈！iic总线和设备之间是用名字做匹配的，那好了，那就先得把设备的名字告诉总线吧，下面就是如何在总线上注册设备信息了。

注册设备信息

阅读linux下的Documentation/i2c/instantiating-devices 文档可以知道有两种方式可以注册，咱们只说前一种。打开：linux-3.0.8/arch/arm/mach-s5pv210/mach-mini210.c这个.c文件。就是在这个文件中填写咱们设备的信息的，这就是所说的bsp文件。首先添加头文件#include <linux/i2c/at24.h> 因为linux专门问iic接口的eeprom提供了相应的数据结构，要是不加，肯定要报错。接下来添加如下信息：

[cpp] view plaincopy

1. static struct at24_platform_data at24c08 = {  
2. .byte_len = SZ_8K / 8,  //eeprom的容量大小（地址的总数）  
3. .page_size = 16,        //eeprom的一页中包含的字节数  

[cpp] view plaincopy

1. };   

然后添加如下的信息，主要把eeprom的信息包装成符合iic模型中的设备信息的格式

[cpp] view plaincopy

1. static struct i2c_board_info i2c_devices[] __initdata = {  
2.     {   

[cpp] view plaincopy

1.     I2C_BOARD_INFO("at24c08b", 0x50),  //后边的0x50是eeprom的地址，可能有人说应该是0xa0，但linux中需要的是7bit的地址，所以向右移一位，正好是0x50。当然了，最终会在linux的iic的读函数和写函数中变成0xa0和0xa1的格式  
2.     .platform_data = &at24c08,   
3. },  

最后在mini210_machine_init函数中把上面写的信息注册到iic总线上

[cpp] view plaincopy

1. static void __init mini210_machine_init(void)  
2. {  
3.         ...  
4.     s3c_i2c2_set_platdata(&i2c2_data);  
5.     i2c_register_board_info(0, mini210_i2c_devs0,  
6.             ARRAY_SIZE(mini210_i2c_devs0));  
7.     //i2c_register_board_info(1, mini210_i2c_devs1,  
8.             //ARRAY_SIZE(mini210_i2c_devs1));  //把友善原来带的屏蔽掉  
9.         <span style="color:#ff0000;">i2c_register_board_info(1, i2c_devices,            //仿照上面的添加如下的，主要这里分为0、1和2，你可以修改适配器0的，这样不需要连线  
10.                         ARRAY_SIZE(i2c_devices));</span>  
11.     i2c_register_board_info(2, mini210_i2c_devs2,  
12.             ARRAY_SIZE(mini210_i2c_devs2));  

[cpp] view plaincopy

1. ...  

[cpp] view plaincopy

1. }  

这就算把设备信息注册上了，重新编译一下你的linux内核吧，然后把编译好的内核烧进开发板，下面开始就是真真的驱动部分了。

设备驱动编写

首先咱们是用eeprom读写一些数据，数据量不会很大，所以它应该是个字符设备，尽管它从iic驱动模型的角度说，是iic设备，起始这并不矛盾。因为字符设备里包括了一部分的iic设备，下面就是整个驱动了

[cpp] view plaincopy

1. #include<linux/module.h>  
2. #include<linux/init.h>  
3. #include<linux/kernel.h>  
4. #include<linux/fs.h>  
5. #include<asm/uaccess.h>  
6. #include<linux/i2c.h>  
7. #include<linux/miscdevice.h>  
8. #include<linux/slab.h>  
9. #include<linux/list.h>  
10. #include<linux/delay.h>  
11.   
12. #define DEVICE_NAME  "at24c08"  
13. //#define DEBUG  
14.   
15. struct At24c08_dev  
16. {  
17.   char name[30];  
18.   struct i2c_client *at24c08_client;  
19.   struct miscdevice  at24c08_miscdev;  //因为本身是一个字符设备，所以定义成一个杂项设备  
20.   unsigned short current_pointer;  
21. };  
22.   
23. struct At24c08_dev *At24c08_devp;  //定义一个全局的，因为结构体力里面的atc08_client需要从probe函数中获得  

[cpp] view plaincopy

1. //open函数主要是把全局的At24c08_devp赋给file文件的私有数据，这样在其他的函数中调用方便  
2. static int at24c08_open(struct inode *inode,struct file *file){  
3.     
4.   file->private_data = At24c08_devp;  
5.   return 0;  
6. }  

[cpp] view plaincopy

1. //这就是杂项设备的read方法，跟普通的杂项设备的read方法没什么不一样的，只是调用的i2c_read_byte_data用来实际传输数据  
2. static ssize_t  
3. at24c08_read(struct file *file,char *buf,size_t count,loff_t *ppos)  
4. {  
5.   int i = 0;  
6.   int transferred = 0;  
7.   char value;  
8.   char my_buff[50];  
9.   
10.   struct At24c08_dev *dev = (struct At24c08_dev *)file->private_data;  
11.   
12.   dev->current_pointer = 0;  
13.   if(i2c_check_functionality(dev->at24c08_client->adapter,I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE_DATA))  
14.   {  
15.     while(transferred < count)  
16.     {  
17.       msleep(10);    //这里一定注意，要不这个延时加上，因为cpu速度比较快，eeprom速度比较慢，所以不加会出问题，我调试时就出问题了，后加的  
18.       value = i2c_smbus_read_byte_data(dev->at24c08_client,dev->current_pointer +i);  
19.       my_buff[i++] = value;  
20.       transferred ++;  
21.     }  
22.     if(!copy_to_user(buf,(void *)my_buff,transferred))  
23.       printk("The data copying from kernel to userspace success!\n");  
24.     else  
25.       printk("Mybe some errors has occured\n");  
26.     dev->current_pointer +=transferred;  
27.   }  
28.   return transferred;  
29. }  

[cpp] view plaincopy

1. //这就是注册的杂项设备的write方法  
2. static ssize_t  
3. at24c08_write(struct file *file,const char *buf,size_t count,loff_t *ppos)  
4. {  
5.   int i = 0;  
6.   int transferred = 0;  
7.   char  my_buff[50];  
8.   
9.   struct At24c08_dev *dev = (struct At24c08_dev *)file->private_data;  
10.   dev->current_pointer = 0;  
11.   if(i2c_check_functionality(dev->at24c08_client->adapter,I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA))  
12.   {  
13.     if(!copy_from_user(my_buff,buf,count))  
14.     {  
15.       printk("The data copying from userspace to kernel success!\n");  
16.       while(transferred < count)  
17.       {  
18.          msleep(10);//与上面的read函数中的类似  
19.          i2c_smbus_write_byte_data(dev->at24c08_client,dev->current_pointer + i,my_buff[i]); //这个函数通过adapter的通信方法把一个字节的数据发送          //到iic设备中去  
20.          i ++;  
21.          transferred ++;  
22.       }  
23.       dev->current_pointer +=transferred;  
24.     }  
25.     else  
26.       printk("Mybe some errors has occured\n");  
27.   }  
28.   return transferred;  
29. }  
30.   
31. static const struct file_operations at24c08_fops ={  
32.   .owner = THIS_MODULE,  
33.   .open = at24c08_open,  
34.   .read = at24c08_read,  
35.   .write = at24c08_write,  
36. };  

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1. //当把设备挂接到总线上时，只有当at24c08b_id所起的名字和之前注册到总线当中的名字一样时，才会调用probe函数。在probe函数里会分配i2c_client，通过这个//i2c_client，当调用注册的字符设备时，iic适配器就知道把数据跟那个iic设备交互。  
2. static int __devinit at24c08b_probe(struct i2c_client *client,const struct i2c_device_id *id)  
3. {  
4.   int ret;  
5.     
6.   #ifdef DEBUG  
7.     printk("The routine of probe has started(for binding device)\n");  
8.   #endif  
9.     
10.   At24c08_devp = kmalloc(sizeof(struct At24c08_dev),GFP_KERNEL);  
11.   if(!At24c08_devp)  
12.   {  
13.     return ret = -ENOMEM;  
14.   }  
15.   memset(At24c08_devp,0,sizeof(struct At24c08_dev));  
16.   
17.   At24c08_devp->at24c08_client = client; //把分配的i2c_client赋给定义的全局变量  
18.   
19.   At24c08_devp->at24c08_miscdev.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR;   
20.   At24c08_devp->at24c08_miscdev.name = DEVICE_NAME;  
21.   At24c08_devp->at24c08_miscdev.fops = &at24c08_fops; //把杂项设备的一些域用我们具体的方法定义  
22.     
23.   ret = misc_register(&At24c08_devp->at24c08_miscdev);  //注册杂项设备  
24.   #ifdef DEBUG  
25.     printk("The driver of at24c08 has registered!\n");  
26.   #endif  
27.   return ret;  
28. }  
29.   
30. static int __devexit at24c08b_remove(struct i2c_client *client)  
31. {  
32.   misc_deregister(&At24c08_devp->at24c08_miscdev);  
33.   #ifdef DEBUG  
34.     printk("The routine of remove has implemented!\n");  
35.   #endif  
36.   return 0;  
37. }  
38. static const struct i2c_device_id at24c08b_id[]={  
39.   {"at24c08",0},  
40.   {}  
41. };   //当把设备挂接到总线上时，就调用这里面的名字和注册在总线里的名字比对，如果一样就会调用probe函数，同时给挂接的设备分配i2c_client结构体  
42.   
43. MODULE_DEVICE_TABLE(i2c,at24c08b_id);  
44.   
45. static struct i2c_driver at24c08b_driver = {  
46.   
47.   .driver = {  
48.      .name = "at24c08",  
49.      .owner=THIS_MODULE,  
50.   },  
51.   .probe = at24c08b_probe,  
52.   .remove=__devexit_p(at24c08b_remove),  
53.   .id_table =at24c08b_id,  
54. };  
55.   
56. static int __init at24c08b_init(void)  
57. {  
58.   #ifdef DEBUG  
59.     printk(KERN_NOTICE"The driver of at24c08 is insmod!\n");  
60.   #endif  
61.   return i2c_add_driver(&at24c08b_driver);  //把iic设备挂接到总线上  
62. }  
63.   
64. void at24c08b_exit(void)  
65. {  
66.   #ifdef DEBUG  
67.     printk(KERN_NOTICE"at24c0b is rmmod!\n");  
68.   #endif  
69.   i2c_del_driver(&at24c08b_driver); //把iic设备移除，这时会调用remove函数，所以在remove函数中一般会干一些注销设备的工作等  
70. }  
71.   
72.   
73. MODULE_DESCRIPTION("at24c08b eeprom driver");  
74. MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");  
75. MODULE_AUTHOR("xie yingdong");  
76.   
77. module_init(at24c08b_init);  
78. module_exit(at24c08b_exit);  

上面就是完整的eeprom驱动，当然驱动写完了，需要写个简单的Makefile来编译这个驱动，好吧，下面就是Makefile文件的内容

[cpp] view plaincopy

1. obj-m:=eeprom-driver.o  
2. KDIR = /tmp/linux-3.0.8  //这里需要你根据自己的实际的linux源码放的位置来设置  
3.   
4. all:  
5.     $(MAKE) -C $(KDIR) SUBDIRS=$(shell pwd) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-  
6. clean:  
7.     @rm -rf eeprom-driver*.o  

上面的Makefile文件很是简单，就不做过多的解释了。当把驱动编译好了，用动态的方式挂载到了linux内核上后，你还得做个简单的测试程序，来验证咱们写的驱动工作是否正常，下面就直接贴出来吧。

[cpp] view plaincopy

1. #include<stdio.h>  
2. #include<linux/types.h>  
3. #include<stdlib.h>  
4. #include<fcntl.h>  
5. #include<unistd.h>  
6. #include<sys/types.h>  
7.   
8. int main(void)  
9. {  
10.   int i;  
11.   char value[19] = "eeprom-driver test!";  
12.   char backvalue[19];  
13.   
14.   int fd;  
15.   fd = open("/dev/at24c08",O_RDWR);  //这里的名字一定要和驱动里注册的杂项设备的名字一样，但跟iic设备的名字无关，这里只是正好取的一样而已  
16.   if(fd<0){  
17.     printf("Open at24c08 device failed!\n");  
18.     exit(1);  
19.   }  
20.   write(fd,value,19);  
21.   printf("The string writing to eeprom : %s\n",value);  
22.   printf("##################################################\n");  
23.   sleep(1);  
24.   read(fd,backvalue,19);  
25.   printf("The string reading from eeprom : %s\n",backvalue);  
26.   close(fd);  
27.   return 0;}  

哈哈，驱动就写完了，我自己测试了，没问题，你可以试试，下一篇我们会分析iic总线驱动。