new style I2C设备驱动分析,probe,struct i2c_device_id

最近看了韦东山驱动视频的i2c部分，总结出相关知识，分享给大家  .在内核中有两种方式的i2c设备驱动的编写方法，一种legacy方式，一种是newstyle方式。韦东山视频和宋宝华书籍里讲解的都是legacy方式，但是在新版本内核中，legacy方式的i2c设备驱动已经编译不过去了，因为几个主要的内核函数都已经不存在了，即内核不再支持legacy方式的i2c设备驱动。下面讲解下newstyle方式的i2c设备驱动。

<一>定义并填充i2c_driver:

1. staticconst struct i2c_device_id at24c08b_id[] = { 
2.     {"at24c08b", 0 }, //该i2c_driver所支持的i2c_client
3.     {} 
4. }; 
5. MODULE_DEVICE_TABLE(i2c,at24c08b_id); 
6. /*定义并填充i2c_driver:
7. *probe设备探测函数,i2c_add_driver()时会被调用 
8. *remove设备卸载函数； 
9. */
10. staticstruct i2c_driver at24c08b_driver = { 
11.     .driver= { 
12.         .name= "at24c08b", 
13.        .owner = THIS_MODULE, 
14.     },
15.     .probe= at24c08b_probe, 
16.         .remove= __devexit_p(at24c08b_remove), 
17.         .id_table= at24c08b_id, 
18. };

<二>模块初始化函数

1. staticint __init at24c08b_init(void) 
2. {  
3.     returni2c_add_driver(&at24c08b_driver); 
4. }

分析i2c_add_driver():

1.     i2c_register_driver()
2.         driver->driver.bus= &i2c_bus_type;//设置i2c_driver的总线类型
3.         driver_register()//这个函数结束后就会调用probe()函数                                   
4.           i2c_for_each_dev(driver,__process_new_driver);//对每一个存在的i2c_adapter,调用__process_new_driver()函数                                    
5.               i2c_do_add_adapter()
6.                 i2c_detect(adap,driver);
7.                     //我们的i2c_driver没设置address_list和detect()函数，所以到这里就返回了。
8.                     address_list= driver->address_list;
9.                     if(!driver->detect || !address_list)
10.                         return0;

分析driver_register()：

1.     driver_find()//i2c_driver是否已经被注册
2.     bus_add_driver()//将i2c_driver挂接到i2c总线i2c_bus_type上
3.         driver_attach()
4.             //对i2c总线上的每一个i2c设备i2c_client都会调用__driver_attach，这里的dev即i2c_client，drv即i2c_driver
5.             bus_for_each_dev(drv->bus,NULL, drv, __driver_attach);
6.                 driver_match_device(drv,dev)
7.                     //调用i2c总线i2c_bus_type的match函数
8.                     returndrv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;
9.                         i2c_device_match()
10.                             //若i2c_client的名字和i2c_device_id的中名字相同，则匹配成功，才会调用后面的probe()
11.                             i2c_match_id(driver->id_table,client)
12.                 driver_probe_device()
13.                     really_probe()
14.                         //调用i2c总线i2c_bus_type的probe函数
15.                         dev->bus->probe(dev);
16.                             i2c_device_probe()
17.                                 //调用到i2c_driver的probe()函数
18.                                 driver->probe(client, i2c_match_id(driver->id_table, client))     

i2c总线i2c_bus_type的定义如下：

1. structbus_type i2c_bus_type = {
2.     .name        ="i2c",
3.     .match        =i2c_device_match,
4.     .probe        =i2c_device_probe,
5.     .remove        =i2c_device_remove,
6.     .shutdown    =i2c_device_shutdown,
7.     ...
8. };

<三>注册i2c设备相关信息
对于newstyle方式，需要通过i2c_register_board_info()函数注册i2c_board_info，向内核提供i2c设备的相关信息。
在arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c添加如下代码：

1. /*I2C设备at24c08b的相关信息*/
2. staticstruct i2c_board_info i2c_devices[] __initdata = { 
3.     {I2C_BOARD_INFO("at24c08b", 0x50), }, //0x50是at24c08b的设备地址 
4. };
5. staticvoid __init mini2440_machine_init(void)
6. {
7.     …
8.     i2c_register_board_info(0,i2c_devices,ARRAY_SIZE(i2c_devices));
9. }

分析i2c_register_board_info()：

1.     structi2c_devinfo    *devinfo;//定义一个i2c_devinfo
2.         devinfo->board_info= *info;//保存i2c_board_info
3.             //将i2c_devinfo挂在链表__i2c_board_list上
4.             list_add_tail(&devinfo->list,&__i2c_board_list);

搜索__i2c_board_list可知：

1. i2c_add_numbered_adapter()//i2c-s3c2410.c中调用该函数来注册一个i2c_adapter
2.     i2c_add_adapter()
3.         i2c_register_adapter()
4.             i2c_scan_static_board_info()
5.                 list_for_each_entry(devinfo,&__i2c_board_list, list) 
6.                     //利用i2c_adapter和i2c_board_info构造i2c_client
7.                     if(devinfo->busnum == adapter->nr
8.                     &&!i2c_new_device(adapter,&devinfo->board_info))
9.                         structi2c_client *client;
10.                         client->adapter= adap;//设置i2c_client的adapter
11.                         client->addr= info->addr;//设置设备地址
12.                         …//继续设置i2c_client
13.                         device_register()//将i2c设备i2c_client挂接到i2c总线上

分析device_register()：

1.     device_add()
2.         bus_add_device()
3.             //将设备挂接在总线上，对于i2c而言，即把i2c_client挂接到i2c_bus_type
4.             klist_add_tail(&dev->p->knode_bus,&bus->p->klist_devices);  

ps:上述这一套分析适用于所有符合总线设备驱动模型的驱动,如usb总线，平台总线，pci总线，i2c总线等


<四>i2c_driver的probe()函数
正常的注册字符设备即可，即：
(1)分配设备号:alloc_chrdev_region()
(2)构造file_operations
(3)分配设置注册cdev：cdev_init(&cdev,&file_operations); cdev_add()


<五>file_operations的read()和write()函数            
(1)read:

1. {
2. /* 检查该i2c_adapter是否支持读字节的功能 */
3. i2c_check_functionality(I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE_DATA)
4. i2c_smbus_read_byte_data()//从eeprom读一个字节的数据
5. copy_to_user()//拷贝至用户空间
6. }

不是所有的I2C或者SMBus适配器实现了I2C规范上的所有功能，因此当访问I2C适配器时，
并不能完全假定适配器提供了你所需的功能。需要有一种检测适配器是否提供
了所需功能的方法。
对于不断更新的I2C适配器功能常量列表，参考<linux/i2c.h>
I2C_FUNC_I2C    无格式i2c-level命令
I2C_FUNC_10BIT_ADDR    处理10-bit地址的扩展
I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE 处理SMBus read_byte命令
I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE    处理SMBus write_byte命令
I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE_DATA    处理SMBus read_byte_data命令
I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE_DATA处理SMBus write_byte_data命令
I2C_FUNC_SMBUS_READ_WORD_DATA处理SMBus read_word_data命令
I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_WORD_DATA处理SMBus write_word_data命令
...


分析i2c_smbus_read_byte_data(I2C_SMBUS_BYTE_DATA)：

1. i2c_smbus_xfer(I2C_SMBUS_BYTE_DATA)
2.        i2c_smbus_xfer_emulated(I2C_SMBUS_BYTE_DATA)
3.                msg[1].len = 1;
4.                ...//设置读数据时的i2c_msg
5.                i2c_transfer()
6.                //最终调用到i2c-s3c2410.c中设置的i2c_adapter     //的master_xfer()函数
7.                        adap->algo->master_xfer()

(2)write:

1. {
2. /* 检查该i2c_adapter是否支持读字节的功能 */
3. i2c_check_functionality()
4. copy_from_user(); //获得用户空间的数据
5. i2c_smbus_write_byte_data()//写数据到eeprom
6. }

分析i2c_smbus_write_byte_data(I2C_SMBUS_BYTE_DATA)：

1. i2c_smbus_xfer(I2C_SMBUS_BYTE_DATA)
2. i2c_smbus_xfer_emulated(I2C_SMBUS_BYTE_DATA)
3.          msg[1].len = 2;
4.          ...//设置写数据时的i2c_msg
5.          i2c_transfer()
6.                 //最终调用到i2c-s3c2410.c中设置的i2c_adapter     //的master_xfer()函数
7.                 adap->algo->master_xfer()