dm365的i2c总结最终版（菜鸟入门，欢迎拍砖）

I2C总线只有两根线，分别是串行数据线SDA和时钟线SCL，方便了工程人员的布线。I2C是多主机制。I2C协议不再多说。

 

参考文档：http://blog.sina.com.cn/s/blog_a56ef549010187m2.html

 

Linux的i2c分为i2c核心、i2c总线驱动和i2c设备驱动。

I2C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（algorithm），上层的，与具体适配器（adapter）无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码。对应的主要文件为i2c-core.c。这一部分是linux本身提供的，我们都不需要修改。但是知道函数是什么功能，还是很有帮助的。因为在驱动中发送数据时往往会调用到i2c-core.c中的函数。比较常用的函数主要有：i2c_add_adapter、i2c_register_driver、i2c_smbus_read_byte、i2c_smbus_write_byte、i2c_smbus_xfer等等等等。

 

I2C总线驱动：I2C总线驱动是I2C适配器的软件实现。I2C适配器可由CPU控制，也可以集成在CPU内部。davinci的I2C总线驱动主要是i2c-davinci.c文件，dm365也是使用的这个文件。

 

I2C设备驱动：I2C设备驱动是对I2C设备的软件实现。由于一般I2C总线驱动一般都有提供，我们主要编写的也就是这一部分设备驱动。

 

I2C总线驱动的工作流程：

在devices.c中添加总线设备，即定义platform_device，并调用platform_device_register函数对总线设备进行注册。

个人理解：这里应该就是定义并注册了一个i2c adapter。

 

在i2c-davinc.c文件中添加总线驱动。

 

这里开始就需要提到几个文件：

1、devices.c：位于arch/arm/mach-davinci中。devices.c中主要是定义了一些davinci的相关设备，在文件的注释中有：DaVinci platform device setup/initialization

即对platform device的设置/初始化。

 

在devices.c中开始部分宏定义中定义了相关外设的起始地址等相关信息，若I2C、MMCSD0、MMCSD1等。

 

函数davinci_map_sysmod中调用了函数：ioremap_nocache( )，ioremap_nocache作用是把内存映射到CPU空间，返回值为线性地址，此时CPU就可以访问设备的内存了，可以像访问内存一样使用访问内存的指令访问设备的内存（寄存器）。

参考：http://blog.csdn.net/shansan/article/details/5003062

http://blog.csdn.net/huguohu2006/article/details/6396866

davinci_map_sysmod函数是将System module映射到CPU空间，大小为2K，起始地址为0x01c40000，可查阅datasheet。

 

接下来定义了struct resource和struct platform_device结构体，并调用davinci_init_i2c初始化i2c。

定义一个platform_device一般需要初始化两方面的内容：设备占用的资源resource和设备私有数据dev.platform_data，最重要的是resource。设备占用的资源主要是两个方面：IO内存和irq资源。

在davinci_init_i2c函数中就有对设备私有数据dev.platform_data的初始化。并调用platform_device_register函数来注册i2c设备。

 

下面类似，分别定义的资源为：ide、mmcsd0、mmcsd1、wdt(watchdog)、pcm、timer等，并调用相关的函数进行初始化/设置，这里不具体尽心分析了。

所以，综上可以看出，devices.c的主要作用就是对davinci系列中的设备资源进行定义、初始化设置等工作。

 

2、i2c-davinci.c：位于drivers/i2c/busses文件夹中。这个就是我们davinci设备的总线驱动，在其文件注释中有：TI DAVINCI I2C adapter driver.在这个总线驱动中就能看到对davinci系列芯片的I2C寄存器的操作。

 

在文件开始的宏定义中定义了davinci芯片有关I2C的寄存器的偏移地址以及一些寄存器的相关位定义，如IMR（I2C Interrupt Mask Register）、MDR（I2C Mode Register）、STR（I2C Interrupt Status Register）、IVR（I2C Interrupt Vector Register）的相关位。

 

davinci_i2c_write_reg、davinci_i2c_read_reg分别是写寄存器和读寄存器。

generic_i2c_clock_pulse是在SCL时钟引脚上产生一个脉冲。

i2c_recover_bus函数作用是i2c bus recovery。这个代码注释中说参考i2c protocol中bus clear一节，但是我没有找到。函数的实现主要是调用了之前的davinci_i2c_read_reg和davinci_i2c_write_reg两个函数，对MDR寄存器进行操作，先设置NACK位为1，然后调用generic_i2c_clock_pulse函数在SCL引脚上产生一个脉冲，最后设置STOP位为1.便实现了bus recovery。

 

davinci_i2c_reset_ctrl函数是设置i2c总线是否复位，发送0则复位i2c总线，发送1则使i2c总线out of reset。同样是调用davinci_i2c_read_reg和davinci_i2c_write_reg函数对MDR寄存器进行操作，主要是操作IRS位（查阅datasheet，IRS是i2c reset bit）

 

i2c_davinci_calc_clk_dividers是计算预分频、时钟，具体为什么这么实现不是很懂。就是按照注释中的进行运算。同时，利用读写寄存器函数对CLKH、CLKL和PSC寄存器进行操作。

 

i2c_davinci_init函数：配置I2C，同时使能I2C。在初始化I2C和I2C发生error时，调用此函数。函数主要是调用之前的davinci_i2c_reset_ctrl和i2c_davinci_calc_clk_dividers函数，并开了中断。

 

i2c_davinci_wait_bus_not_busy：读取STR寄存器中bus busy位，若忙则等待；

i2c_davinci_xfer_msg：底层主设备读写发送信息函数。

i2c_davinci_xfer：控制器发送函数需要调用这个函数，而在这个函数中调用了更加底层的i2c_davinci_xfer_msg函数。

 

i2c_davinci_func：这个函数好像是使工作在I2C和SMbus模式下。不是很懂。

 

terminate_read：读取DRR寄存器中的数据；

terminate_write：操作MDR寄存器

二者都是在函数i2c_davinci_isr中被调用。

 

i2c_davinci_cpufreq_transition、i2c_davinci_cpufreq_register、i2c_davinci_cpufreq_deregister等函数是有关于CPU频率的，函数实现不是很懂。

 

i2c_davinci_isr函数是Interrupt service routine，中断处理例程，当发生I2C中断的时候会调用这个函数。

 

接下来定义了i2c_algorithm：

static struct i2c_algorithm i2c_davinci_algo = {

        .master_xfer   = i2c_davinci_xfer,

        .functionality   = i2c_davinci_func,

};

这里定义了如何传递函数以及支持何种adapter，在之前i2c_davinci_func函数中定义了支持I2C和SMBus，i2c_davinci_xfer则定义了传递message的方法。

 

接下来两个函数：davinci_i2c_probe和davinci_i2c_remove是在定义了platform_driver中调用的。

 

static const struct dev_pm_ops davinci_i2c_pm = {

        .suspend        = davinci_i2c_suspend,

        .resume         = davinci_i2c_resume,

};

这里定义了一个dev_pm_ops结构体，网上查到是跟电源管理有关，这里我还没有细看，回头要好好看看。

 

static struct platform_driver davinci_i2c_driver = {

        .probe                = davinci_i2c_probe,

        .remove            = davinci_i2c_remove,

        .driver                = {

                  .name       = "i2c_davinci",

                  .owner     = THIS_MODULE,

                  .pm  = davinci_i2c_pm_ops,

        },

};

这里定义了platform_driver，在devices.c中定义了相对应的platform_device，name也是i2c_davinci，当找到对应的adapter时，就会执行davinci_i2c_probe函数.

 

最后是module_init和module_exit函数的调用。至此，整个总线驱动文件i2c_davinci.c文件就分析结束了。

总结一下，总线驱动主要做的几个事情；1、获取平台设备所需要的各种资源，这一部分主要是在devices.c中完成，定义struct resource结构体；2、将I2C总线驱动添加到系统上，并设置I2C总线驱动的算法，即在i2c_davinci.c中定义了i2c_algorithm结构体，调用platform_driver_register函数注册platform_driver。

 

在完成了总线驱动的分析后，分析一下设备驱动部分。每种嵌入式设备I2C总线接的设备不同，因此设备驱动部分可能主要是我们要做的部分。

流程：1）跟总线驱动类似，需要先注册设备信息。只不过总线驱动在devices.c中，而设备驱动添加在board_dm365_evm.c中。

static struct i2c_board_info i2c_info[] = {

        {

                  I2C_BOARD_INFO("24c256", 0x50),

                  .platform_data         = &eeprom_info,

        },

        {

                  I2C_BOARD_INFO("tlv320aic3x", 0x18),

        },

};

这个是源码中的，我们在其中添加自己的设备信息。I2C_BOARD_INFO中前面是name，后面是设备的地址。并在evm_init_i2c中调用i2c_register_board_info函数注册i2c_info。

 

这里我用源码中的rtc-ds1307.c文件做一个大概分析吧，这是一个实时时钟。接的是I2C总线。

设备驱动中需要有驱动入口函数module_init和驱动退出函数module_exit，而我们利用module_i2c_driver宏即可代替上述两个函数，简化了代码。

文件中代码有：

static struct i2c_driver ds1307_driver = {

        .driver = {

                  .name       = "rtc-ds1307",

                  .owner     = THIS_MODULE,

        },

        .probe                = ds1307_probe,

        .remove            = __devexit_p(ds1307_remove),

        .id_table  = ds1307_id,

};

先定义了i2c_driver，然后调用宏：module_i2c_driver(ds1307_driver);

相当于：

static __init int ds1307_init(void)

{

         return i2c_add_driver(&ds1307_driver);

}

 

static __exit void ds1307_exit(void)

{

         i2c_del_driver(&ds1307_driver);

}

module_init(ds1307_init);

module_exit(ds1307_exit);

而i2c_add_driver和i2c_del_driver函数都是定于在i2c-core.c中的，属于i2c核心范围。

 

另外，在rtc-ds1307.c中定义了struct i2c_device_id ds1307_id[]这个table，table中有ds1307这个name；并调用宏MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, ds1307_id);

 

在定义了i2c_driver后，当设备注册ds1307_driver时，就会匹配ds1307_id[]中的name和I2C_BOARD_INFO中的name信息。名称相同的话就会执行probe函数。

 

probe函数完成的主要功能是：分配设备号，利用alloc_chrdev_region函数，构造file_operations，分配设置注册cdev。

 

对于ds1307来说，在ds1307_probe函数中，对ds1307的相关寄存器进行操作，并调用rtc_device_register函数。

rtc_device_register函数定义在class.c文件中，其中设置了struct rtc_class_ops，并调用rtc_dev_add_device、rtc_sysfs_add_device、rtc_proc_add_device三个函数分别注册cdev、在sysfs和proc下产生相关文件。

 

而在rtc-ds1307.c中则定义了struct rtc_class_ops，在结构体中定义了相关操作,如read time，set time等。

 

总的来说，整个i2c驱动的思路大致就是这样。

有参考几个文档：http://blog.csdn.net/lanmanck/article/details/7833546

http://blog.csdn.net/lanmanck/article/details/7836734

还有之前自己写的几个相关文档。