【IMX6ULL驱动开发学习】10.Linux I2C驱动实战：AT24C02驱动设计流程

前情回顾：【IMX6ULL驱动开发学习】09.Linux之I2C框架简介和驱动程序模板_阿龙还在写代码的博客-CSDN博客

目录

一、修改设备树（设备树用来指定引脚资源）

二、编写驱动

2.1 i2c_drv_read

2.2 i2c_drv_write

2.3 完整驱动程序

三、上机测试

一、修改设备树（设备树用来指定引脚资源）

  • 放在哪个I2C控制器下面
  • AT24C02的I2C设备地址（查看芯片手册 0x50）
  • compatible属性：用来寻址驱动程序

修改设备树：在内核目录下 vi  arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts 

&i2c1 {clock-frequency = <100000>;pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;status = "okay";at24c02 { compatible = "100ask,i2cdev";reg = <0x50>;//设备地址 查看芯片手册};  
};

at24c02节点会转换成i2c_client，i2c_client里有个adpater，即i2c_client.adpater。i2c_client.adpater将指向一个i2c控制器，i2c控制器与&i2c1节点对应，即&i2c1就是一个i2c控制器，内核里对&i2c1这个i2c控制器已经编写好了驱动程序。

二、编写驱动

在I2C驱动框架的基础上对i2c_drv_read和i2c_drv_write函数修改

2.1 i2c_drv_read

实现读AT24C02的0地址数据需要完成一下步骤：

  • 初始化i2c_msg

  • 发起一次写操作: 把0发给AT24C02, 表示要从0地址读数据

  • 发起一次读操作: 得到数据

/* 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体                   */
static ssize_t i2c_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{int err;unsigned char *kern_buf;struct i2c_msg msgs[2];/* 从0读取size字节 */kern_buf = kmalloc(size, GFP_KERNEL);/* 初始化i2c_msg * 1. 发起一次写操作: 把0发给AT24C02, 表示要从0地址读数据* 2. 发起一次读操作: 得到数据*/msgs[0].addr  = g_client->addr; //设备树里记录了设备地址：0x50msgs[0].flags = 0;              //flags为0：写操作 msgs[0].buf   = kern_buf;		//取得数据kern_buf[0]   = 0; 				//buf里第一个字节表示设备存储空间地址，把地址数据0发给设备msgs[0].len   = 1;				//发送长度为1，即 发送一个字节数据0给设备msgs[1].addr  = g_client->addr;msgs[1].flags = I2C_M_RD;  		//读操作msgs[1].buf   = kern_buf;		//读到的数据保存在kern_buf里msgs[1].len   = size;			//读size个数据//函数由内核提供err = i2c_transfer(g_client->adapter, msgs, 2);/* copy_to_user  */err = copy_to_user(buf, kern_buf, size);kfree(kern_buf);return size;
}

2.2 i2c_drv_write

AT24C02一页只有8个字节内存，故写入多数据需要循环写入

实现AT24C02的0地址起的读数据需要完成一下步骤：

  • 初始化i2c_msg

  • 发起一次写操作：把地址发给AT24C02, 表示要从该地址读数据

  • 地址偏移并继续写

//一页只有8个字节 循环写
static ssize_t i2c_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{int err;unsigned char kern_buf[9];struct i2c_msg msgs[1];int len;unsigned char addr = 0;/* 把size字节的数据写入地址0 *///kern_buf = kmalloc(size+1, GFP_KERNEL);while (size > 0){if (size > 8)len = 8;elselen = size;size -= len;/* copy_from_user  */err = copy_from_user(kern_buf+1, buf, len);buf += len;/* 初始化i2c_msg * 1. 发起一次写操作: 把0发给AT24C02, 表示要从0地址读数据* 2. 发起一次读操作: 得到数据*/msgs[0].addr  = g_client->addr;msgs[0].flags = 0;  /* 写操作 */msgs[0].buf   = kern_buf;kern_buf[0]   = addr;  // 写AT24C02的地址，从0开始写，buf里第一个字节表示设备存储空间地址msgs[0].len   = len+1;addr += len;err = i2c_transfer(g_client->adapter, msgs, 1);mdelay(20);//写一页需要时间约10ms，烧写一页数据需等待}//kfree(kern_buf);return size;    
}

2.3 完整驱动程序

i2c_drv.c

#include "asm/uaccess.h"
#include "linux/delay.h"
#include "linux/i2c.h"
#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.h>#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/timer.h>/* 主设备号                                                                 */
static int major = 0;
static struct class *my_i2c_class;static struct i2c_client *g_client;static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_wait);
struct fasync_struct *i2c_fasync;/* 实现对应的open/read/write等函数，填入file_operations结构体                   */
static ssize_t i2c_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{int err;unsigned char *kern_buf;struct i2c_msg msgs[2];/* 从0读取size字节 */kern_buf = kmalloc(size, GFP_KERNEL);/* 初始化i2c_msg * 1. 发起一次写操作: 把0发给AT24C02, 表示要从0地址读数据* 2. 发起一次读操作: 得到数据*/msgs[0].addr  = g_client->addr; //设备树里记录了设备地址：0x50msgs[0].flags = 0;              //flags为0：写操作 msgs[0].buf   = kern_buf;		//取得数据kern_buf[0]   = 0; 				//buf里第一个字节表示设备存储空间地址，把地址数据0发给设备msgs[0].len   = 1;				//发送长度为1，即 发送一个字节数据0给设备msgs[1].addr  = g_client->addr;msgs[1].flags = I2C_M_RD;  		//读操作msgs[1].buf   = kern_buf;		//读到的数据保存在kern_buf里msgs[1].len   = size;			//读size个数据//函数由内核提供err = i2c_transfer(g_client->adapter, msgs, 2);/* copy_to_user  */err = copy_to_user(buf, kern_buf, size);kfree(kern_buf);return size;
}//一页只有8个字节 循环写
static ssize_t i2c_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{int err;unsigned char kern_buf[9];struct i2c_msg msgs[1];int len;unsigned char addr = 0;/* 把size字节的数据写入地址0 *///kern_buf = kmalloc(size+1, GFP_KERNEL);while (size > 0){if (size > 8)len = 8;elselen = size;size -= len;/* copy_from_user  */err = copy_from_user(kern_buf+1, buf, len);buf += len;/* 初始化i2c_msg * 1. 发起一次写操作: 把0发给AT24C02, 表示要从0地址读数据* 2. 发起一次读操作: 得到数据*/msgs[0].addr  = g_client->addr;msgs[0].flags = 0;  /* 写操作 */msgs[0].buf   = kern_buf;kern_buf[0]   = addr;  // 写AT24C02的地址，从0开始写，buf里第一个字节表示设备存储空间地址msgs[0].len   = len+1;addr += len;err = i2c_transfer(g_client->adapter, msgs, 1);mdelay(20);//写一页需要时间约10ms，烧写一页数据需等待}//kfree(kern_buf);return size;    
}static unsigned int i2c_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait)
{//printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);poll_wait(fp, &gpio_wait, wait);//return is_key_buf_empty() ? 0 : POLLIN | POLLRDNORM;return 0;
}static int i2c_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{if (fasync_helper(fd, file, on, &i2c_fasync) >= 0)return 0;elsereturn -EIO;
}/* 定义自己的file_operations结构体                                              */
static struct file_operations i2c_drv_fops = {.owner	 = THIS_MODULE,.read    = i2c_drv_read,.write   = i2c_drv_write,.poll    = i2c_drv_poll,.fasync  = i2c_drv_fasync,
};static int i2c_drv_probe(struct i2c_client *client,const struct i2c_device_id *id)
{// struct device_node *np = client->dev.of_node;// struct i2c_adapter *adapter = client->adapter;/* 记录client */g_client = client;/* 注册字符设备 *//* 注册file_operations 	*/major = register_chrdev(0, "100ask_i2c", &i2c_drv_fops);  /* /dev/gpio_desc */my_i2c_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_i2c_class");if (IS_ERR(my_i2c_class)) {printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);unregister_chrdev(major, "100ask_i2c");return PTR_ERR(my_i2c_class);}device_create(my_i2c_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "myi2c"); /* /dev/myi2c */return 0;
}static int i2c_drv_remove(struct i2c_client *client)
{/* 反注册字符设备 */device_destroy(my_i2c_class, MKDEV(major, 0));class_destroy(my_i2c_class);unregister_chrdev(major, "100ask_i2c");return 0;
}static const struct of_device_id myi2c_dt_match[] = {{ .compatible = "100ask,i2cdev" },{},
};//必须有这个，不然装载驱动不成功
static const struct i2c_device_id at24c02_ids[] = {{ "xxxxyyy",	(kernel_ulong_t)NULL },{ /* END OF LIST */ }
};
static struct i2c_driver my_i2c_driver = {.driver = {.name = "100ask_i2c_drv",.owner = THIS_MODULE,.of_match_table = myi2c_dt_match,},.probe = i2c_drv_probe,.remove = i2c_drv_remove,.id_table = at24c02_ids,
};static int __init i2c_drv_init(void)
{/* 注册i2c_driver */return i2c_add_driver(&my_i2c_driver);
}static void __exit i2c_drv_exit(void)
{/* 反注册i2c_driver */i2c_del_driver(&my_i2c_driver);
}/* 7. 其他完善：提供设备信息，自动创建设备节点                                     */module_init(i2c_drv_init);
module_exit(i2c_drv_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

三、上机测试

  • 在/home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88目录下重新编译设备树：make dtbs
  • 复制到单板上，如下：
PC:
cp arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dtb ~/nfs_rootfs/开发板:
mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs /mnt
cp /mnt/100ask_imx6ull-14x14.dtb  /boot
reboot
  • 进入系统固件目录下查看cd /sys/firmware/devicetree/base/

  • 在系统 总线 i2c 设备下面查看是否有这个设备

 

 有这个设备，但没有对应驱动程序

  • 挂载网络文件系统：mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.5.11:/home/book/nfs_rootfs /mnt
  • 装载驱动程序：insmod i2c_drv.ko
  • 查看对应设备节点：ls /dev/myi2c -l  

  • 查看用法、测试驱动程序 

 

 成功读出数据！

 

 

 

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