现在的位置: 首页 > 综合 > 正文

Linux I2C驱动源码分析(一)

2014年01月24日 ⁄ 综合 ⁄ 共 7313字 ⁄ 字号 评论关闭

 原文出处:http://www.cnblogs.com/nick123/archive/2010/09/05/1818471.html

内核版本:2.6.31.6 

首先在S3C2440平台的初始化函数中,主要是将开发平台的设备注册进了系统,也就是将device注册到了platform虚拟的总线上,并进行了一些初始化的工作,这里我们只关注I2C的部分。

static void __init smdk2440_machine_init(void)
{
       s3c24xx_fb_set_platdata(&smdk2440_fb_info);

       s3c_i2c0_set_platdata(NULL);

       platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));

       smdk_machine_init();

}

s3c_i2c0_set_platdata()函数将S3C2440上的I2C控制器进行了一些初始化,但是并没有写入硬件寄存器,仅仅是保存在了s3c2410_platform_i2c结构体中。

void __init s3c_i2c0_set_platdata(struct s3c2410_platform_i2c *pd)
{
       struct s3c2410_platform_i2c *npd;

       if (!pd)

              pd = &default_i2c_data0;

       npd = kmemdup(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c), GFP_KERNEL);

       if (!npd)

              printk(KERN_ERR "%s: no memory for platform data\n", __func__);

       else if (!npd->cfg_gpio)

              npd->cfg_gpio = s3c_i2c0_cfg_gpio;

       /* s3c_i2c0_cfg_gpio为 配置I2C控制器GPIO函数指针 */

       s3c_device_i2c0.dev.platform_data = npd;

    /*最后将struct device 中的platform_data指针直指向了初始化后的 s3c2410_platform_i2c结构体  */
} 

函数s3c_i2c0_cfg_gpio()很简单,实际上就是配置GPIO为I2C的工作模式

void s3c_i2c0_cfg_gpio(struct platform_device *dev)
{
       s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(15), S3C2410_GPE15_IICSDA);

       s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPE(14), S3C2410_GPE14_IICSCL);
}

s3c_i2c0_set_platdata(struct s3c2410_platform_i2c *pd)函数实际上就是把初始化数据段中的default_i2c_data0结构体复制过来,然后对GPIO进行配置的函数指针进行了初始化。default_i2c_data0结构体如下:

static struct s3c2410_platform_i2c default_i2c_data0 __initdata = {
       .flags             = 0,
       .slave_addr     = 0x10,
       .frequency      = 100*1000,
       .sda_delay      = 100,
};

s3c2410_platform_i2c结构体原型如下,根据英文注释即可大致理解其意思

/**

 *    struct s3c2410_platform_i2c - Platform data for s3c I2C.

 *    @bus_num: The bus number to use (if possible).

 *    @flags: Any flags for the I2C bus (E.g. S3C_IICFLK_FILTER).

 *    @slave_addr: The I2C address for the slave device (if enabled).

 *    @frequency: The desired frequency in Hz of the bus.  This is

 *                  guaranteed to not be exceeded.  If the caller does

 *                  not care, use zero and the driver will select a

 *                  useful default.

 *    @sda_delay: The delay (in ns) applied to SDA edges.

 *    @cfg_gpio: A callback to configure the pins for I2C operation.

 */

struct s3c2410_platform_i2c {
       int           bus_num;
       unsigned int    flags;
       unsigned int    slave_addr;
       unsigned long  frequency;
       unsigned int    sda_delay;
       void (*cfg_gpio)(struct platform_device *dev);
};

在函数smdk2440_machine_init(void)中,调用了platform_add_devices(smdk2440_devices, ARRAY_SIZE(smdk2440_devices));

即将smdk2440_devices结构体数组中platform_device添加到了系统中,也就是添加到了platform总线上。smdk2440_devices的具体内容如下:

static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata = {

       &s3c_device_usb,

       &s3c_device_lcd,

       &s3c_device_wdt,

       &s3c_device_i2c0,

       &s3c_device_iis,

       &s3c_device_dm9000,

       &s3c_device_rtc,

};

其中s3c_device_i2c0保存了S3C2440中的I2C控制器的一些内部资源等信息,具体内容如下:

struct platform_device s3c_device_i2c0 = {

       .name             = "s3c2410-i2c",      

/*设备名,platform总线的match函数中会用设备名和驱动名的比较来绑定设备和驱动程序*/

#ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1
       .id             = 0,
#else
       .id             = -1,
#endif
       .num_resources       = ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),
       .resource   = s3c_i2c_resource,
};

其中s3c_i2c_resource结构体保存了S3C2440中I2C控制器寄存器的物理地址和中断号等具体的硬件信息。

static struct resource s3c_i2c_resource[] = {
       [0] = {
              .start = S3C_PA_IIC,
              .end   = S3C_PA_IIC + SZ_4K - 1,
              .flags = IORESOURCE_MEM,
       },
       [1] = {
              .start = IRQ_IIC,
              .end   = IRQ_IIC,
              .flags = IORESOURCE_IRQ,
       },
};

在后面注册具体设备驱动时也会添加到paltform总线上,platform总线会将具体的设备和驱动进行绑定,这样驱动就可以操作具体的设备了。platform实际上是一个虚拟的总线,本质上也是一个设备。

好了,上面是一些板级的硬件设备资源向系统的注册,没有设计到具体的硬件操作,在加载驱动程序时,驱动程序会根据已经注册到系统的具体设备的硬件资源进行初始化,也就是进行一些硬件操作,控制硬件设备的正常工作,下面来分析驱动程序的加载过程。

S3C2440平台上的I2C的驱动程序在linux/drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c文件中,

在驱动的加载程序中,将platform_driver类型的s3c24xx_i2c_driver注册到了系统中。

static int __init i2c_adap_s3c_init(void)
{
       return platform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);
}

分析platform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);的源代码可知,实际上是将s3c24xx_i2c_driver注册到了platform总线上。

int platform_driver_register(struct platform_driver *drv)
{
       drv->driver.bus = &platform_bus_type;
/*将device_driver中的probe,remove,shutdown函数指针指向platform_driver中的函数,后面进行驱动和设备绑定后会调用probe函数 */
       if (drv->probe)
              drv->driver.probe = platform_drv_probe;
       if (drv->remove)
              drv->driver.remove = platform_drv_remove;
       if (drv->shutdown)
              drv->driver.shutdown = platform_drv_shutdown;
       return driver_register(&drv->driver);
}

下图即为Linux 2.6中引入的设备驱动模型的结构图(只是个总体框架,并不是指这的platform总线,设备和驱动)。

 

 

 

 总线上包括设备和驱动的集合,总线上所有设备组成双向循环链表,包含在platform_device的设备集合中,总线上所有驱动组成双向循环链表,包含在platform_dirver的驱动集合中。

platform_driver_register(struct platform_driver *drv)函数实际上是对driver_register(struct device_driver *drv)函数的一个简单封装。driver_register()函数的调用关系如下

driver_register()

—>bus_add_driver(drv);

       —> driver_attach(drv);

        —> bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach);

bus_for_each_dev(drv->bus, NULL, drv, __driver_attach)函数会遍历总线上所有的设备,并调用__driver_attach函数,判断驱动是否和设备匹配,若匹配则将struct device中的 struct device_driver *driver指向此驱动,也就是进行了驱动和设备的绑定,若不匹配,则继续遍历下一个设备。事实上,在向总线注册设备时,同样会进行类似的操作,遍历总线上所有驱动程序,找到则进行设备与驱动程序的绑定。

static int __driver_attach(struct device *dev, void *data)
{
       struct device_driver *drv = data;
       /*
        * Lock device and try to bind to it. We drop the error
        * here and always return 0, because we need to keep trying
        * to bind to devices and some drivers will return an error
        * simply if it didn't support the device.
        *
        * driver_probe_device() will spit a warning if there
        * is an error.
        */

/*调用platform总线的match()函数,即platform_match函数,判断设备和驱动是否匹配,若匹配则返真,找到对应的设备,继续执行后面的程序,若没有找到,则返回假,函数执行结束 。这里我们的I2C驱动找到了可以驱动的设备,所以会继续执行*/
       if (!driver_match_device(drv, dev))
              return 0;
       if (dev->parent)      /* Needed for USB */
              down(&dev->parent->sem);   
       down(&dev->sem);
/*设备是否已经找到驱动?显然,这里没有找到驱动,因为设备在向系统中platform总线注册时还没有驱动注册到platform总线上,所以dev->drive = NULL */
       if (!dev->driver) 
              driver_probe_device(drv, dev);
       up(&dev->sem);
       if (dev->parent)             
              up(&dev->parent->sem);
       return 0;
}
driver_probe_device(drv, dev)函数进行驱动与设备的绑定。
/**

 * driver_probe_device - attempt to bind device & driver together
 * @drv: driver to bind a device to
 * @dev: device to try to bind to the driver
 *
 * This function returns -ENODEV if the device is not registered,
 * 1 if the device is bound sucessfully and 0 otherwise.
 *
 * This function must be called with @dev->sem held.  When called for a
 * USB interface, @dev->parent->sem must be held as well.
 */

int driver_probe_device(struct device_driver *drv, struct device *dev)
{
       int ret = 0;
       if (!device_is_registered(dev))   //判断设备是否已经注册
              return -ENODEV;
       pr_debug("bus: '%s': %s: matched device %s with driver %s\n",
               drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
       ret = really_probe(dev, drv);
       return ret;
} 

really_probe函数中 进行device和driver的绑定,并调用用户在device_driver 中注册的probe()例程。

static int really_probe(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
       int ret = 0;
       atomic_inc(&probe_count);
       pr_debug("bus: '%s': %s: probing driver %s with device %s\n",
               drv->bus->name, __func__, drv->name, dev_name(dev));
       WARN_ON(!list_empty(&dev->devres_head));

/*将device中的device_driver指针指向了这个driver,即完成device和driver的绑定*/ 
       dev->driver = drv;  
       if (driver_sysfs_add(dev)) {
              printk(KERN_ERR "%s: driver_sysfs_add(%s) failed\n",
                     __func__, dev_name(dev));
              goto probe_failed;
       }
/*若总线设置了probe函数,则调用总线的probe函数,然而platform总线并没有设置 */
       if (dev->bus->probe) {
              ret = dev->bus->probe(dev);
              if (ret)
                     goto probe_failed;
       } 
/* 否则,调用驱动注册在device_driver里的probe,这个函数中一般进行获得硬件资源,初始化硬件等操作,这里实际调用了s3c24xx_i2c_probe函数*/
else if (drv->probe) {
              ret = drv->probe(dev);
              if (ret)
                     goto probe_failed;
       }
/*将设备添加到driver所支持的设备列表中(因为一个驱动可以支持多个设备),并通知bus上的设备,表明BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER   */
       driver_bound(dev);
       ret = 1;
       pr_debug("bus: '%s': %s: bound device %s to driver %s\n",
               drv->bus->name, __func__, dev_name(dev), drv->name);
       goto done;
probe_failed:
       devres_release_all(dev);
       driver_sysfs_remove(dev);
       dev->driver = NULL;
       if (ret != -ENODEV && ret != -ENXIO) {
              /* driver matched but the probe failed */
              printk(KERN_WARNING
                     "%s: probe of %s failed with error %d\n",
                     drv->name, dev_name(dev), ret);
       }
       /*
        * Ignore errors returned by ->probe so that the next driver can try
        * its luck.
        */
       ret = 0;
done:
       atomic_dec(&probe_count);
       wake_up(&probe_waitqueue);
       return ret;
}

 到这里,I2C设备软件层次上的驱动模型已经建立好了,接着会执行s3c24xx_i2c_probe函数,获取系统开始注册的一些硬件资源信息,进行硬件上的一些操作,以及真正的涉及到数据传输驱动程序的注册等操作。

抱歉!评论已关闭.