Linux下I2C驅動分析（三）

分析了兩天的I2C驅動，發現每次解決一個問題的時候都會帶來新的問題，當大致讀完MMA7660驅動程序的時候發現，作爲一個字符設備I2C驅動，並不存在有open，close等接口，而我們知道，在Linux的世界裏設備即文件，也就是操作設備就相當於讀寫文件，而在一個簡單的字符設備裏總會實現一個file_operation的結構體以實現用戶層的調用，那麼當我們打開一個I2C設備的時候open在哪裏呢？

從框架開始說起，在網上尋找I2C框架的時候，我在很多地方看到一張圖

既然大家都喜歡拿圖說事，那麼我也嘗試着拿這個圖說事，也許會有偏差和錯誤，所以還望看到這博客的各位指正。首先我們要知道，我們寫的驅動（或者說移植的驅動，其實我目前做的也是移植）到底屬於那一層呢？答案是圖中的driver驅動層，但爲什麼呢？硬件實驗控制層所說的硬件控制指的是Soc上I2C控制器的控制，而這一部分一般是Soc生產商做好了的，畢竟他們最懂Soc上I2C應該怎麼跑，而我們只要把連接在Soc的I2C外設的一些特性告訴硬件控制代碼，它就能根據需要讓外設工作起來。

回到這張圖，很明顯可以知道用戶程序最開始接觸到的是client，也就是之前我說到的設備，其實這個設備是被封裝過的，封裝之後很合適的掛載在內核虛擬的I2C總線上，並且和同樣封裝過的i2c_driver進行綁定（具體可以查看昨天提到的這兩個結構體http://blog.csdn.net/ouchao0727/article/details/50327447，這兩個結構體相互保存了彼此的信息），在Linux下操作一個設備，都是在/dev目錄下打開對應的設備，前兩天的內容雖然創建了client，但client->dev中並沒有內容，這個時候用戶還沒辦法操作設備，於是probe幫我們做了這麼一件事（在MMA中probe函數內容很多，暫時移除一些和I2C框架沒什麼關係的內容和一些對理解I2C框架不重要錯誤處理，更方便閱讀）

static int mma7660_probe(struct i2c_client *client,const struct i2c_device_id *id)
{
	int result;
	struct input_dev *idev;
	struct i2c_adapter *adapter;
	struct mma7660_data_s* data = &mma7660_data;
	mma7660_i2c_client = client;
	adapter = to_i2c_adapter(client->dev.parent);
 	result = i2c_check_functionality(adapter,I2C_FUNC_SMBUS_BYTE |I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA);
	assert(result);
        hwmon_dev = hwmon_device_register(&client->dev);
	
	mma7660_idev = input_allocate_polled_device();

 	mma7660_idev->poll = mma7660_dev_poll;
 	mma7660_idev->poll_interval = POLL_INTERVAL;
	mma7660_idev->poll_interval_max = POLL_INTERVAL_MAX;
	idev = mma7660_idev->input;
	idev->name = MMA7660_DRV_NAME;
	idev->id.bustype = BUS_I2C;
 	idev->evbit[0] = BIT_MASK(EV_ABS);
	mutex_init(&data->interval_mutex);
	mutex_init(&data->init_mutex);
	input_set_abs_params(idev, ABS_X, -512, 512, INPUT_FUZZ, INPUT_FLAT);
	input_set_abs_params(idev, ABS_Y, -512, 512, INPUT_FUZZ, INPUT_FLAT);
	input_set_abs_params(idev, ABS_Z, -512, 512, INPUT_FUZZ, INPUT_FLAT);
 	result = input_register_polled_device(mma7660_idev);
	
 	mma7660_idev->input->close(mma7660_idev->input);
	result = sysfs_create_group(&mma7660_idev->input->dev.kobj, &mma7660_attribute_group);

 	data->client  = client;
 	data->pollDev = mma7660_idev;
 	i2c_set_clientdata(client, data);
	return result;
}

代碼中有一句hwmon_dev = hwmon_device_register(&client->dev);將client->dev註冊成一個hwmon設備（G-sensor屬於hardware monitor設備類），這樣會在sys/class目錄下創建文件夾，可以暴露給用戶空間（暫時不做過多分析）。然後便是mma7660_idev = input_allocated_polled_device();自動創建一個輪詢設備，並在之後把輪詢函數mma7660_dev_poll註冊進了mma7660_idev，然後又對一個輸入子設備idev進行一些初始化工作並嵌入到了mma_idev->input（這些都是指針操作，只要傳一個地址就行了），最後將mma7660_idev作爲一個設備註冊進內核，這個時候，這樣一個輪詢的輸入設備就被創建完畢了，input->open,input->close都在這裏實現了。

int input_register_polled_device(struct input_polled_dev *dev)
{
	struct input_dev *input = dev->input;
	int error;
	input_set_drvdata(input, dev);
	INIT_DELAYED_WORK(&dev->work, input_polled_device_work);
	if (!dev->poll_interval)
		dev->poll_interval = 500;
	if (!dev->poll_interval_max)
		dev->poll_interval_max = dev->poll_interval;
	input->open = input_open_polled_device;
	input->close = input_close_polled_device;
	error = input_register_device(input);
	if (error)
		return error;
	error = sysfs_create_group(&input->dev.kobj,
				   &input_polldev_attribute_group);
	if (error) {
		input_unregister_device(input);
		return error;
	}
	input_get_device(input);
	return 0;
}

最後再利用i2c_set_clientdata(client,data)將這個輸入設備和client關聯起來，現在從上層open到client再到driver都已經聯繫了起來，但實際操作的硬件的部分呢？，其實這一個部分也與client有關，在client下有一個adapter的結構體，而adapter裏包含struct i2c_algorithm *algo

struct i2c_algorithm {
	int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,
			   int num);
	int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,
			   unsigned short flags, char read_write,
			   u8 command, int size, union i2c_smbus_data *data);
	u32 (*functionality) (struct i2c_adapter *);
};

其實這個結構體裏已經保存有操作硬件的函數指針，這裏有一個遺憾，我始終沒能很好的找出這幾個回調函數是在哪個地方註冊的，但可以知道的是當用戶需要發送某個設置時（其實輪詢不會一直髮送控制，只會在需要初始化的時候發送一次控制信息），通過client一直往下調用最後執行adapter->algo->(master_xfer(adap,msg,num));利用回調函數調用最底層代碼實現真正的硬件發送。

總結：作爲I2C的client，如果框架圖這樣，它註冊在I2C的虛擬總線上（這部分屬於i2c-core實現的內容），工作在內核空間，它向上提供了open，close和poll接口，向下提供了adapter，繼而實現硬件傳輸，而驅動程序中的probe函數，很重要的一個功能就是實現了這樣一個client。