Linux IIC驱动学习实例

一、怎么写I2C设备驱动程序？
1. 分配一个i2c_driver结构体。
2. 设置attach_adapte函数和detach_client函数。
      attach_adapter直接调用 i2c_probe(adap, 设备地址, 发现这个设备后要调用的函数);
      detach_client 表示卸载这个驱动后,如果之前发现能够支持的设备,则调用它来清理。      
3. 注册：使用i2c_add_driver来注册。

二、以at24cxx.c为例介绍一下i2c驱动的编写
Linux内核版本：linux-2.6.22.6
开发板：mini2440

1、建立一个at24cxx.c的文件，定义出入口和出口函数，定义一个结构体 i2c_driver at24cxx_driver 包括driver->name、attach_adapter和detach_client三个成员，在at24cxx_init中使用i2c_add_driver注册该驱动，在at24cxx_ exit中使用i2c_del_driver卸载该驱动。
代码如下：
static struct i2c_driver at24cxx_driver = {
 .driver = {
  .name = "at24cxx",
 },
 .attach_adapter = at24cxx_attach,
 .detach_client  = at24cxx_detach,
};
static int at24cxx_init(void)
{
 i2c_add_driver(&at24cxx_driver);
 return 0;
}
static void at24cxx_exit(void)
{
 i2c_del_driver(&at24cxx_driver);
}
module_init(at24cxx_init);
module_exit(at24cxx_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");

2、具体实现at24cxx_attach函数。执行i2c_add_driver(&at24cxx_driver)后会，如果内核中已经注册了i2c适配器，则顺序调用这些适配器来连接我们的i2c设备，此过程是通过调用i2c_driver中的attach_adapter方法完成的。代码如下：

static unsigned short ignore[]      = { I2C_CLIENT_END };
static unsigned short normal_addr[] = { 0x50, I2C_CLIENT_END }; /* 地址值是7位 */

static struct i2c_client_address_data addr_data = {
 .normal_i2c = normal_addr,  /* 要发出S信号和设备地址并得到ACK信号,才能确定存在这个设备 */
 .probe  = ignore,
 .ignore  = ignore,
 };
static int at24cxx_attach(struct i2c_adapter *adapter)
{
 return i2c_probe(adapter, &addr_data, at24cxx_detect);
}
3、具体实现at24cxx_detect函数，在at24cxx_attach函数中，调用i2c_probe函数，i2c_probe探测到设备后，调用at24cxx_detect函数，并把探测的地址作为参数输入。在 at24cxx_detect函数中，构造一个i2c_client结构体用于收发I2C数据，调用i2c_attach_client将client和adapter关联！然后注册字符驱动设备，用于读写IIC数据。

struct i2c_client *at24cxx_client;

static int major;
static struct class *cls;

static struct file_operations at24cxx_fops = {
 .owner = THIS_MODULE,
 .read  = at24cxx_read,
 .write = at24cxx_write,
};

static int at24cxx_detect(struct i2c_adapter *adapter, int address, int kind)
{ 
 printk("at24cxx_detect\\n");
 
 at24cxx_client = kzalloc(sizeof(struct i2c_client), GFP_KERNEL);
 at24cxx_client->addr    = address;
 at24cxx_client->adapter = adapter;
 at24cxx_client->driver  = &at24cxx_driver;
 strcpy(at24cxx_client->name, "at24cxx");
 i2c_attach_client(at24cxx_client);
 
 major = register_chrdev(0, "at24cxx", &at24cxx_fops);

 cls = class_create(THIS_MODULE, "at24cxx");
 class_device_create(cls, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "at24cxx"); /* /dev/at24cxx */
 
 return 0;
}

4、剩下的就是具体实现at24cxx_write和at24cxx_read了！
在at24cxx_write中：
使用copy_from_user(val, buf, 2)获得用户空间传入的要写入的寄存器地址和寄存器数据。构造一个写消息，通过i2c_transfer()函数完成消息的传递，最终写入相应寄存器数值。

在at24cxx_read中
使用copy_from_user(&address, buf, 1);获得用户空间传入的要读出的寄存器地址，构造一个读消息，一个写消息，通过i2c_transfer()函数完成消息的传递，读出相应寄存器数值，通过copy_to_user(buf, &data, 1)发送给应用层

static ssize_t at24cxx_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
 unsigned char val[2];
 struct i2c_msg msg[1];
 int ret;
 
 if (size != 2)
  return -EINVAL;
 
 copy_from_user(val, buf, 2);

 /* 数据传输三要素: 源,目的,长度 */
 msg[0].addr  = at24cxx_client->addr;  /* 目的 */
 msg[0].buf   = val;                   /* 源 */
 msg[0].len   = 2;                     /* 地址+数据=2 byte */
 msg[0].flags = 0;                     /* 表示写 */

 ret = i2c_transfer(at24cxx_client->adapter, msg, 1);
 if (ret == 1)
  return 2;
 else
  return -EIO;
}

static ssize_t at24cxx_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t * offset)
{
 unsigned char address;
 unsigned char data;
 struct i2c_msg msg[2];
 int ret;
 
 /* address = buf[0]
  * data    = buf[1]
  */
 if (size != 1)
  return -EINVAL;
 
 copy_from_user(&address, buf, 1);

 /* 数据传输三要素: 源,目的,长度 */

 /* 读AT24CXX时,要先把要读的存储空间的地址发给它 */
 msg[0].addr  = at24cxx_client->addr;  /* 目的 */
 msg[0].buf   = &address;              /* 源 */
 msg[0].len   = 1;                     /* 地址=1 byte */
 msg[0].flags = 0;                     /* 表示写 */

 /* 然后启动读操作 */
 msg[1].addr  = at24cxx_client->addr;  /* 源 */
 msg[1].buf   = &data;                 /* 目的 */
 msg[1].len   = 1;                     /* 数据=1 byte */
 msg[1].flags = I2C_M_RD;                     /* 表示读 */


 ret = i2c_transfer(at24cxx_client->adapter, msg, 2);
 if (ret == 2)
 {
  copy_to_user(buf, &data, 1);
  return 1;
 }
 else
  return -EIO;
}
5、at24cxx_detach是调用内核中注册的适配器来断开我们注册过的i2c设备。
static int at24cxx_detach(struct i2c_client *client)
{
 printk("at24cxx_detach\\n");
 class_device_destroy(cls, MKDEV(major, 0));
 class_destroy(cls);
 unregister_chrdev(major, "at24cxx");

 i2c_detach_client(client);
 kfree(i2c_get_clientdata(client));

 return 0;
}