Linux I2C 驱动实验

目录

1. Linux I2C 驱动框架简介

1.1 I2C 总线驱动

1.2 I2C 设备驱动

1.3 I2C 设备和驱动匹配过程

2 I.MX6U 的 I2C 适配器驱动分析

3. 实验代码

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1. Linux I2C 驱动框架简介

        在裸机中，我们通常会有如下四个文件：xxxi2c.h，xxxi2c.c，xxxi2c_dev.c，xxxi2c_dev.h。前两个是IIC 接口驱动，后两个是设备驱动文件。在Linux内核中也将 I2C 驱动分为两部分：
        ①、 I2C 总线驱动， I2C 总线驱动就是 SOC 的 I2C 控制器驱动，也叫做 I2C 适配器驱动。
        ②、 I2C 设备驱动， I2C 设备驱动就是针对具体的 I2C 设备而编写的驱动。

1.1 I2C 总线驱动

        在讲 platform 的时候就说过， platform 是虚拟出来的一条总线，目的是为了实现总线、设备、驱动框架。对于 I2C 而言，不需要虚拟出一条总线，直接使用 I2C总线即可。 I2C 总线驱动重点是 I2C 适配器(也就是 SOC 的 I2C 接口控制器)驱动，这里要用到两个重要的数据结构： i2c_adapter 和 i2c_algorithm， Linux 内核将 SOC 的 I2C 适配器(控制器)抽象成 i2c_adapter， i2c_adapter 结构体定义在 include/linux/i2c.h 文件中，结构体内容如下：

/*
 * i2c_adapter is the structure used to identify a physical i2c bus along
 * with the access algorithms necessary to access it.
 */
struct i2c_adapter {
	struct module *owner;
	unsigned int class;		  /* classes to allow probing for */
	const struct i2c_algorithm *algo; /* 总线访问算法 */
	void *algo_data;

	/* data fields that are valid for all devices	*/
	struct rt_mutex bus_lock;

	int timeout;			/* in jiffies */
	int retries;
	struct device dev;		/* the adapter device */

	int nr;
	char name[48];
	struct completion dev_released;

	struct mutex userspace_clients_lock;
	struct list_head userspace_clients;

	struct i2c_bus_recovery_info *bus_recovery_info;
	const struct i2c_adapter_quirks *quirks;
};

        i2c_algorithm 类型的指针变量 algo，对于一个 I2C 适配器，肯定要对外提供读写 API 函数，设备驱动程序可以使用这些 API 函数来完成读写操作。 i2c_algorithm 就是 I2C 适配器与 IIC 设备进行通信的方法。

struct i2c_algorithm {
	/* If an adapter algorithm can't do I2C-level access, set master_xfer
	   to NULL. If an adapter algorithm can do SMBus access, set
	   smbus_xfer. If set to NULL, the SMBus protocol is simulated
	   using common I2C messages */
	/* master_xfer should return the number of messages successfully
	   processed, or a negative value on error */
	int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,
			   int num); //I2C 适配器的传输函数
	int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,
			   unsigned short flags, char read_write,
			   u8 command, int size, union i2c_smbus_data *data);//SMBUS 总线的传输函数。

	/* To determine what the adapter supports */
	u32 (*functionality) (struct i2c_adapter *);

#if IS_ENABLED(CONFIG_I2C_SLAVE)
	int (*reg_slave)(struct i2c_client *client);
	int (*unreg_slave)(struct i2c_client *client);
#endif
}

        综上所述， I2C 总线驱动，或者说 I2C 适配器驱动的主要工作就是初始化 i2c_adapter 结构
体变量，然后设置 i2c_algorithm 中的 master_xfer 函数。完成以后通i2c_add_numbered_adapter
或 i2c_add_adapter 这两个函数向系统注册设置好的 i2c_adapter，这两个函数的原型如下：

int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
int i2c_add_numbered_adapter(struct i2c_adapter *adap)

        这两个函数的区别在于 i2c_add_adapter 使用动态的总线号，而 i2c_add_numbered_adapter
使用静态总线号。如果要删除 I2C 适配器的话使用 i2c_del_adapter 函数即可，函数原型如下：

void i2c_del_adapter(struct i2c_adapter * adap)

1.2 I2C 设备驱动

        I2C 设备驱动重点关注两个数据结构： i2c_client 和 i2c_driver，i2c_client 就是描述设备信息的， i2c_driver 描述驱动内容，类似于 platform_driver。

1、 i2c_client 结构体

struct i2c_client {
	unsigned short flags;		/* 标志 */
	unsigned short addr;		/* 芯片地址， 7 位，存在低 7 位*/
	char name[I2C_NAME_SIZE];	/* 名字 */
	struct i2c_adapter *adapter;	/* 对应的 I2C 适配器 */
	struct device dev;		/* 设备结构体 */
	int irq;			/* 中断 */
	struct list_head detected;
#if IS_ENABLED(CONFIG_I2C_SLAVE)
	i2c_slave_cb_t slave_cb;	/* callback for slave mode	*/
#endif
};

        一个设备对应一个 i2c_client，每检测到一个 I2C 设备就会给这个 I2C 设备分配一个
i2c_client。

2、i2c_driver 结构体

        i2c_driver 类似 platform_driver，是我们编写 I2C 设备驱动重点要处理的内容， i2c_driver 结
构体定义在 include/linux/i2c.h 文件中，内容如下：

struct i2c_driver {
	unsigned int class;

	/* Notifies the driver that a new bus has appeared. You should avoid
	 * using this, it will be removed in a near future.
	 */
	int (*attach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated;

	/* Standard driver model interfaces */
	int (*probe)(struct i2c_client *, const struct i2c_device_id *);
	int (*remove)(struct i2c_client *);

	/* driver model interfaces that don't relate to enumeration  */
	void (*shutdown)(struct i2c_client *);

	/* Alert callback, for example for the SMBus alert protocol.
	 * The format and meaning of the data value depends on the protocol.
	 * For the SMBus alert protocol, there is a single bit of data passed
	 * as the alert response's low bit ("event flag").
	 */
	void (*alert)(struct i2c_client *, unsigned int data);

	/* a ioctl like command that can be used to perform specific functions
	 * with the device.
	 */
	int (*command)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg);

	struct device_driver driver;
	const struct i2c_device_id *id_table;

	/* Device detection callback for automatic device creation */
	int (*detect)(struct i2c_client *, struct i2c_board_info *);
	const unsigned short *address_list;
	struct list_head clients;
};

        对于我们 I2C 设备驱动编写人来说，重点工作就是构建 i2c_driver，构建完成以后需要向Linux 内核注册这个 i2c_driver。 i2c_driver 注册函数为 int i2c_register_driver，此函数原型如下：

int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)

        注销 I2C 设备驱动的时候需要将前面注册的 i2c_driver 从 Linux 内核中注销掉，需要用到i2c_del_driver 函数，此函数原型如下：

void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)

1.3 I2C 设备和驱动匹配过程

        I2C 设备和驱动的匹配过程是由 I2C 核心来完成的， drivers/i2c/i2c-core.c 就是 I2C 的核心部分， I2C 核心提供了一些与具体硬件无关的 API 函数，比如前面讲过的：

int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
int i2c_add_numbered_adapter(struct i2c_adapter *adap)
void i2c_del_adapter(struct i2c_adapter * adap)

int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
int i2c_add_driver (struct i2c_driver *driver)
void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)

        设备和驱动的匹配过程也是由 I2C 总线完成的， I2C 总线的数据结构为 i2c_bus_type，定义
在 drivers/i2c/i2c-core.c 文件， i2c_bus_type 内容如下：

struct bus_type i2c_bus_type = {
	.name		= "i2c",
	.match		= i2c_device_match,
	.probe		= i2c_device_probe,
	.remove		= i2c_device_remove,
	.shutdown	= i2c_device_shutdown,
};

        .match 就是 I2C 总线的设备和驱动匹配函数，在这里就是 i2c_device_match 这个函数，此
函数内容如下：

static int i2c_device_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
{
	struct i2c_client	*client = i2c_verify_client(dev);
	struct i2c_driver	*driver;

	if (!client)
		return 0;

	/* Attempt an OF style match */
	if (of_driver_match_device(dev, drv))
		return 1;

	/* Then ACPI style match */
	if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
		return 1;

	driver = to_i2c_driver(drv);
	/* match on an id table if there is one */
	if (driver->id_table)
		return i2c_match_id(driver->id_table, client) != NULL;

	return 0;
}

2 I.MX6U 的 I2C 适配器驱动分析

        I.MX6U 的 I2C 适配器驱动驱动文件为 drivers/i2c/busses/i2c-imx.c，在此文件中有如下内容：

static const struct platform_device_id imx_i2c_devtype[] = {
	{
		.name = "imx1-i2c",
		.driver_data = (kernel_ulong_t)&imx1_i2c_hwdata,
	}, {
		.name = "imx21-i2c",
		.driver_data = (kernel_ulong_t)&imx21_i2c_hwdata,
	}, {
		/* sentinel */
	}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(platform, imx_i2c_devtype);

static const struct of_device_id i2c_imx_dt_ids[] = {
	{ .compatible = "fsl,imx1-i2c", .data = &imx1_i2c_hwdata, },
	{ .compatible = "fsl,imx21-i2c", .data = &imx21_i2c_hwdata, },
	{ .compatible = "fsl,vf610-i2c", .data = &vf610_i2c_hwdata, },
	{ /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, i2c_imx_dt_ids);
……
static struct platform_driver i2c_imx_driver = {
	.probe = i2c_imx_probe,
	.remove = i2c_imx_remove,
	.driver	= {
		.name	= DRIVER_NAME,
		.of_match_table = i2c_imx_dt_ids,
	},
	.id_table	= imx_i2c_devtype,
};

static int __init i2c_adap_imx_init(void)
{
	return platform_driver_register(&i2c_imx_driver);
}
subsys_initcall(i2c_adap_imx_init);

static void __exit i2c_adap_imx_exit(void)
{
	platform_driver_unregister(&i2c_imx_driver);
}
module_exit(i2c_adap_imx_exit);

        I.MX6U 的 I2C 适配器驱动是个标准的 platform 驱动，由此可以看出，虽然 I2C 总线为别的设备提供了一种总线驱动框架，但是 I2C 适配器却是 platform驱动。

static int i2c_imx_probe(struct platform_device *pdev)
{
	const struct of_device_id *of_id = of_match_device(i2c_imx_dt_ids,
							   &pdev->dev);
	struct imx_i2c_struct *i2c_imx;
	struct resource *res;
	struct imxi2c_platform_data *pdata = dev_get_platdata(&pdev->dev);
	void __iomem *base;
	int irq, ret;
	dma_addr_t phy_addr;

	dev_dbg(&pdev->dev, "<%s>\n", __func__);

	irq = platform_get_irq(pdev, 0); //获取中断号。
	if (irq < 0) {
		dev_err(&pdev->dev, "can't get irq number\n");
		return irq;
	}
	//从设备树中获取 I2C1 控制器寄存器物理基地址，也就是 0X021A0000
	res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
	//进行内存映射，得到可以在 Linux 内核中使用的虚拟地址。
	base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);
	if (IS_ERR(base))
		return PTR_ERR(base);

	phy_addr = (dma_addr_t)res->start;
	i2c_imx = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*i2c_imx), GFP_KERNEL);//申请内存
	if (!i2c_imx)
		return -ENOMEM;

	if (of_id)
		i2c_imx->hwdata = of_id->data;
	else
		i2c_imx->hwdata = (struct imx_i2c_hwdata *)
				platform_get_device_id(pdev)->driver_data;

	/* Setup i2c_imx driver structure *///初始化i2c_adapter
	strlcpy(i2c_imx->adapter.name, pdev->name, sizeof(i2c_imx->adapter.name));
	i2c_imx->adapter.owner		= THIS_MODULE;
	i2c_imx->adapter.algo		= &i2c_imx_algo;
	i2c_imx->adapter.dev.parent	= &pdev->dev;
	i2c_imx->adapter.nr		= pdev->id;
	i2c_imx->adapter.dev.of_node	= pdev->dev.of_node;
	i2c_imx->base			= base;

	/* Get I2C clock */
	i2c_imx->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
	if (IS_ERR(i2c_imx->clk)) {
		dev_err(&pdev->dev, "can't get I2C clock\n");
		return PTR_ERR(i2c_imx->clk);
	}

	ret = clk_prepare_enable(i2c_imx->clk);
	if (ret) {
		dev_err(&pdev->dev, "can't enable I2C clock\n");
		return ret;
	}
	/* Request IRQ */
	//注册 I2C 控制器中断，中断服务函数为 i2c_imx_isr。
	ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, i2c_imx_isr, 0,
				pdev->name, i2c_imx);
	if (ret) {
		dev_err(&pdev->dev, "can't claim irq %d\n", irq);
		goto clk_disable;
	}

	/* Init queue */
	init_waitqueue_head(&i2c_imx->queue);

	/* Set up adapter data */
	i2c_set_adapdata(&i2c_imx->adapter, i2c_imx);

	/* Set up clock divider */
	//设置 I2C 频率默认为 IMX_I2C_BIT_RATE=100KHz
	i2c_imx->bitrate = IMX_I2C_BIT_RATE;
	ret = of_property_read_u32(pdev->dev.of_node,
				   "clock-frequency", &i2c_imx->bitrate);
	if (ret < 0 && pdata && pdata->bitrate)
		i2c_imx->bitrate = pdata->bitrate;

	/* Set up chip registers to defaults */
	//设置 I2C1 控制的 I2CR 和 I2SR 寄存器
	imx_i2c_write_reg(i2c_imx->hwdata->i2cr_ien_opcode ^ I2CR_IEN,
			i2c_imx, IMX_I2C_I2CR);
	//向 Linux 内核注册 i2c_adapter。
	imx_i2c_write_reg(i2c_imx->hwdata->i2sr_clr_opcode, i2c_imx, IMX_I2C_I2SR);

	/* Add I2C adapter */
	ret = i2c_add_numbered_adapter(&i2c_imx->adapter);
	if (ret < 0) {
		dev_err(&pdev->dev, "registration failed\n");
		goto clk_disable;
	}

	/* Set up platform driver data */
	platform_set_drvdata(pdev, i2c_imx);
	clk_disable_unprepare(i2c_imx->clk);

	dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev, "claimed irq %d\n", irq);
	dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev, "device resources: %pR\n", res);
	dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev, "adapter name: \"%s\"\n",
		i2c_imx->adapter.name);
	dev_info(&i2c_imx->adapter.dev, "IMX I2C adapter registered\n");

	/* Init DMA config if supported */
	i2c_imx_dma_request(i2c_imx, phy_addr);//看来 I.MX 的 I2C 适配器驱动采用了 DMA 方式

	return 0;   /* Return OK */

clk_disable:
	clk_disable_unprepare(i2c_imx->clk);
	return ret;
}

        i2c_imx_algo 包含 I2C1 适配器与 I2C 设备的通信函数 master_xfer， i2c_imx_algo 结构体定义如下：

static struct i2c_algorithm i2c_imx_algo = {
	.master_xfer	= i2c_imx_xfer,
	.functionality	= i2c_imx_func,
};

        我们先来看一下. functionality， functionality用于返回此I2C适配器支持什么样的通信协议，在这里 functionality 就是 i2c_imx_func 函数， i2c_imx_func 函数内容如下：

static u32 i2c_imx_func(struct i2c_adapter *adapter)
{
	return I2C_FUNC_I2C | I2C_FUNC_SMBUS_EMUL
		| I2C_FUNC_SMBUS_READ_BLOCK_DATA;
}

        重点来看一下 i2c_imx_xfer 函数，因为最终就是通过此函数来完成与 I2C 设备通信的：

static int i2c_imx_xfer(struct i2c_adapter *adapter,
						struct i2c_msg *msgs, int num)
{
	unsigned int i, temp;
	int result;
	bool is_lastmsg = false;
	struct imx_i2c_struct *i2c_imx = i2c_get_adapdata(adapter);

	dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev, "<%s>\n", __func__);

	/* Start I2C transfer */
	result = i2c_imx_start(i2c_imx);//开启 I2C 通信
	if (result)
		goto fail0;

	/* read/write data */
	for (i = 0; i < num; i++) {
		if (i == num - 1)
			is_lastmsg = true;

		if (i) {
			dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev,
				"<%s> repeated start\n", __func__);
			temp = imx_i2c_read_reg(i2c_imx, IMX_I2C_I2CR);
			temp |= I2CR_RSTA;
			imx_i2c_write_reg(temp, i2c_imx, IMX_I2C_I2CR);
			result =  i2c_imx_bus_busy(i2c_imx, 1);
			if (result)
				goto fail0;
		}
		dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev,
			"<%s> transfer message: %d\n", __func__, i);
		/* write/read data */
#ifdef CONFIG_I2C_DEBUG_BUS
		temp = imx_i2c_read_reg(i2c_imx, IMX_I2C_I2CR);
		dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev,
			"<%s> CONTROL: IEN=%d, IIEN=%d, MSTA=%d, MTX=%d, TXAK=%d, RSTA=%d\n",
			__func__,
			(temp & I2CR_IEN ? 1 : 0), (temp & I2CR_IIEN ? 1 : 0),
			(temp & I2CR_MSTA ? 1 : 0), (temp & I2CR_MTX ? 1 : 0),
			(temp & I2CR_TXAK ? 1 : 0), (temp & I2CR_RSTA ? 1 : 0));
		temp = imx_i2c_read_reg(i2c_imx, IMX_I2C_I2SR);
		dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev,
			"<%s> STATUS: ICF=%d, IAAS=%d, IBB=%d, IAL=%d, SRW=%d, IIF=%d, RXAK=%d\n",
			__func__,
			(temp & I2SR_ICF ? 1 : 0), (temp & I2SR_IAAS ? 1 : 0),
			(temp & I2SR_IBB ? 1 : 0), (temp & I2SR_IAL ? 1 : 0),
			(temp & I2SR_SRW ? 1 : 0), (temp & I2SR_IIF ? 1 : 0),
			(temp & I2SR_RXAK ? 1 : 0));
#endif
		if (msgs[i].flags & I2C_M_RD)//如果是从 I2C 设备读数据的话就调用 i2c_imx_read 函数
			result = i2c_imx_read(i2c_imx, &msgs[i], is_lastmsg);
		else {
			//向 I2C 设备写数据，如果要用 DMA 的话就使用 i2c_imx_dma_write 函数来
            //完成写数据。如果不使用 DMA 的话就使用 i2c_imx_write 函数完成写数据。
			if (i2c_imx->dma && msgs[i].len >= DMA_THRESHOLD)
				result = i2c_imx_dma_write(i2c_imx, &msgs[i]);
			else
				result = i2c_imx_write(i2c_imx, &msgs[i]);
		}
		if (result)
			goto fail0;
	}

fail0:
	/* Stop I2C transfer */
	i2c_imx_stop(i2c_imx);//停止 I2C 通信

	dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev, "<%s> exit with: %s: %d\n", __func__,
		(result < 0) ? "error" : "success msg",
			(result < 0) ? result : num);
	return (result < 0) ? result : num;
}

        Linux 内核使用 i2c_msg 结构体来描述一个消息。 i2c_msg 结构体定义在 include/uapi/linux/i2c.h 文件中，结构体内容如下：

struct i2c_msg {
	__u16 addr;			/* 从机地址 */
	__u16 flags;		/* 标志 */
#define I2C_M_TEN		0x0010	/* this is a ten bit chip address */
#define I2C_M_RD		0x0001	/* read data, from slave to master */
#define I2C_M_STOP		0x8000	/* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_NOSTART		0x4000	/* if I2C_FUNC_NOSTART */
#define I2C_M_REV_DIR_ADDR	0x2000	/* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_IGNORE_NAK	0x1000	/* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_NO_RD_ACK		0x0800	/* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_RECV_LEN		0x0400	/* length will be first received byte */
	__u16 len;		/* 消息(本 msg)长度 */
	__u8 *buf;		/* 消息数据 */
};

3. 实验代码

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include "ap3216creg.h"

#define AP3216C_CNT	1
#define AP3216C_NAME	"ap3216c"

struct ap3216c_dev {
	dev_t devid;			/* 设备号 	 */
	struct cdev cdev;		/* cdev 	*/
	struct class *class;	/* 类 		*/
	struct device *device;	/* 设备 	 */
	struct device_node	*nd; /* 设备节点 */
	int major;			/* 主设备号 */
	void *private_data;	/* 私有数据 */
	unsigned short ir, als, ps;		/* 三个光传感器数据 */
};

static struct ap3216c_dev ap3216cdev;

/*
 * @description	: 从ap3216c读取多个寄存器数据
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要读取的寄存器首地址
 * @param - val:  读取到的数据
 * @param - len:  要读取的数据长度
 * @return 		: 操作结果
 */
static int ap3216c_read_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, void *val, int len)
{
	int ret;
	struct i2c_msg msg[2];
	struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;

	/* msg[0]为发送要读取的首地址 */
	msg[0].addr = client->addr;			/* ap3216c地址 */
	msg[0].flags = 0;					/* 标记为发送数据 */
	msg[0].buf = ®					/* 读取的首地址 */
	msg[0].len = 1;						/* reg长度*/

	/* msg[1]读取数据 */
	msg[1].addr = client->addr;			/* ap3216c地址 */
	msg[1].flags = I2C_M_RD;			/* 标记为读取数据*/
	msg[1].buf = val;					/* 读取数据缓冲区 */
	msg[1].len = len;					/* 要读取的数据长度*/

	ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);
	if(ret == 2) {
		ret = 0;
	} else {
		printk("i2c rd failed=%d reg=%06x len=%d\n",ret, reg, len);
		ret = -EREMOTEIO;
	}
	return ret;
}

/*
 * @description	: 向ap3216c多个寄存器写入数据
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要写入的寄存器首地址
 * @param - val:  要写入的数据缓冲区
 * @param - len:  要写入的数据长度
 * @return 	  :   操作结果
 */
static s32 ap3216c_write_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len)
{
	u8 b[256];
	struct i2c_msg msg;
	struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;
	
	b[0] = reg;					/* 寄存器首地址 */
	memcpy(&b[1],buf,len);		/* 将要写入的数据拷贝到数组b里面 */
		
	msg.addr = client->addr;	/* ap3216c地址 */
	msg.flags = 0;				/* 标记为写数据 */

	msg.buf = b;				/* 要写入的数据缓冲区 */
	msg.len = len + 1;			/* 要写入的数据长度 */

	return i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);
}

/*
 * @description	: 读取ap3216c指定寄存器值，读取一个寄存器
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要读取的寄存器
 * @return 	  :   读取到的寄存器值
 */
static unsigned char ap3216c_read_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg)
{
	u8 data = 0;

	ap3216c_read_regs(dev, reg, &data, 1);
	return data;

#if 0
	struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;
	return i2c_smbus_read_byte_data(client, reg);
#endif
}

/*
 * @description	: 向ap3216c指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器
 * @param - dev:  ap3216c设备
 * @param - reg:  要写的寄存器
 * @param - data: 要写入的值
 * @return   :    无
 */
static void ap3216c_write_reg(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 data)
{
	u8 buf = 0;
	buf = data;
	ap3216c_write_regs(dev, reg, &buf, 1);
}

/*
 * @description	: 读取AP3216C的数据，读取原始数据，包括ALS,PS和IR, 注意！
 *				: 如果同时打开ALS,IR+PS的话两次数据读取的时间间隔要大于112.5ms
 * @param - ir	: ir数据
 * @param - ps 	: ps数据
 * @param - ps 	: als数据 
 * @return 		: 无。
 */
void ap3216c_readdata(struct ap3216c_dev *dev)
{
	unsigned char i =0;
    unsigned char buf[6];
	
	/* 循环读取所有传感器数据 */
    for(i = 0; i < 6; i++)	
    {
        buf[i] = ap3216c_read_reg(dev, AP3216C_IRDATALOW + i);	
    }

    if(buf[0] & 0X80) 	/* IR_OF位为1,则数据无效 */
		dev->ir = 0;					
	else 				/* 读取IR传感器的数据   		*/
		dev->ir = ((unsigned short)buf[1] << 2) | (buf[0] & 0X03); 			
	
	dev->als = ((unsigned short)buf[3] << 8) | buf[2];	/* 读取ALS传感器的数据 			 */  
	
    if(buf[4] & 0x40)	/* IR_OF位为1,则数据无效 			*/
		dev->ps = 0;    													
	else 				/* 读取PS传感器的数据    */
		dev->ps = ((unsigned short)(buf[5] & 0X3F) << 4) | (buf[4] & 0X0F); 
}

/*
 * @description		: 打开设备
 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode
 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int ap3216c_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	filp->private_data = &ap3216cdev;

	/* 初始化AP3216C */
	ap3216c_write_reg(&ap3216cdev, AP3216C_SYSTEMCONG, 0x04);		/* 复位AP3216C 			*/
	mdelay(50);														/* AP3216C复位最少10ms 	*/
	ap3216c_write_reg(&ap3216cdev, AP3216C_SYSTEMCONG, 0X03);		/* 开启ALS、PS+IR 		*/
	return 0;
}

/*
 * @description		: 从设备读取数据 
 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf 	: 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt 	: 要读取的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
 */
static ssize_t ap3216c_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *off)
{
	short data[3];
	long err = 0;

	struct ap3216c_dev *dev = (struct ap3216c_dev *)filp->private_data;
	
	ap3216c_readdata(dev);

	data[0] = dev->ir;
	data[1] = dev->als;
	data[2] = dev->ps;
	err = copy_to_user(buf, data, sizeof(data));
	return 0;
}

/*
 * @description		: 关闭/释放设备
 * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int ap3216c_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}

/* AP3216C操作函数 */
static const struct file_operations ap3216c_ops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = ap3216c_open,
	.read = ap3216c_read,
	.release = ap3216c_release,
};

 /*
  * @description     : i2c驱动的probe函数，当驱动与
  *                    设备匹配以后此函数就会执行
  * @param - client  : i2c设备
  * @param - id      : i2c设备ID
  * @return          : 0，成功;其他负值,失败
  */
static int ap3216c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
	/* 1、构建设备号 */
	if (ap3216cdev.major) {
		ap3216cdev.devid = MKDEV(ap3216cdev.major, 0);
		register_chrdev_region(ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT, AP3216C_NAME);
	} else {
		alloc_chrdev_region(&ap3216cdev.devid, 0, AP3216C_CNT, AP3216C_NAME);
		ap3216cdev.major = MAJOR(ap3216cdev.devid);
	}

	/* 2、注册设备 */
	cdev_init(&ap3216cdev.cdev, &ap3216c_ops);
	cdev_add(&ap3216cdev.cdev, ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT);

	/* 3、创建类 */
	ap3216cdev.class = class_create(THIS_MODULE, AP3216C_NAME);
	if (IS_ERR(ap3216cdev.class)) {
		return PTR_ERR(ap3216cdev.class);
	}

	/* 4、创建设备 */
	ap3216cdev.device = device_create(ap3216cdev.class, NULL, ap3216cdev.devid, NULL, AP3216C_NAME);
	if (IS_ERR(ap3216cdev.device)) {
		return PTR_ERR(ap3216cdev.device);
	}

	ap3216cdev.private_data = client;

	return 0;
}

/*
 * @description     : i2c驱动的remove函数，移除i2c驱动的时候此函数会执行
 * @param - client 	: i2c设备
 * @return          : 0，成功;其他负值,失败
 */
static int ap3216c_remove(struct i2c_client *client)
{
	/* 删除设备 */
	cdev_del(&ap3216cdev.cdev);
	unregister_chrdev_region(ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT);

	/* 注销掉类和设备 */
	device_destroy(ap3216cdev.class, ap3216cdev.devid);
	class_destroy(ap3216cdev.class);
	return 0;
}

/* 传统匹配方式ID列表 */
static const struct i2c_device_id ap3216c_id[] = {
	{"alientek,ap3216c", 0},  
	{}
};

/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id ap3216c_of_match[] = {
	{ .compatible = "alientek,ap3216c" },
	{ /* Sentinel */ }
};

/* i2c驱动结构体 */	
static struct i2c_driver ap3216c_driver = {
	.probe = ap3216c_probe,
	.remove = ap3216c_remove,
	.driver = {
			.owner = THIS_MODULE,
		   	.name = "ap3216c",
		   	.of_match_table = ap3216c_of_match, 
		   },
	.id_table = ap3216c_id,
};
		   
/*
 * @description	: 驱动入口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static int __init ap3216c_init(void)
{
	int ret = 0;

	ret = i2c_add_driver(&ap3216c_driver);
	return ret;
}

/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static void __exit ap3216c_exit(void)
{
	i2c_del_driver(&ap3216c_driver);
}

/* module_i2c_driver(ap3216c_driver) */

module_init(ap3216c_init);
module_exit(ap3216c_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");