標準linux4.4--驅動開發（三）I2C驅動編寫和使用

介紹I2C

本文主要描述如何在該開發板上配置 I2C。

配置 I2C 可分爲兩大步驟：

1、定義和註冊 I2C 設備

2、定義和註冊 I2C 驅動

下面以配置 GSL3680 爲例。

定義和註冊 I2C 設備

在註冊 I2C 設備時，需要結構體 i2c_client 來描述 I2C 設備。然而在標準 Linux 中，用戶只需要提供相應的 I2C 設備信息，Linux 就會根據所提供的信息構造 i2c_client 結構體。所以爲何DTS又稱“設備樹”，其實作用就是構建外設的設備信息。

用戶所提供的 I2C 設備信息以節點的形式寫到 DTS 文件中，如下所示：

&i2c4 {
    status = "okay";
    gsl3680: gsl3680@41 {
              compatible = "gslX680";
              reg = <0x41>;
              screen_max_x = <1536>;
              screen_max_y = <2048>;
              touch-gpio = <&gpio1 20 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
              reset-gpio = <&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
      };
};

定義和註冊 I2C 驅動

（1）定義 I2C 驅動

在定義 I2C 驅動之前，用戶首先要定義變量 of_device_id 和 i2c_device_id。

of_device_id 用於在驅動中調用 DTS 文件中定義的設備信息，其定義如下所示：

 static struct of_device_id gsl_ts_ids[] = {
   {.compatible = "gslX680"},
   {}
 };

定義變量 i2c_device_id：

 static const struct i2c_device_id gsl_ts_id[] = {
    {GSLX680_I2C_NAME, 0},
    {}
 };
 MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, gsl_ts_id);

i2c_driver 如下所示：

 static struct i2c_driver gsl_ts_driver = {
     .driver = { .name = GSLX680_I2C_NAME,
     .owner = THIS_MODULE,
     .of_match_table = of_match_ptr(gsl_ts_ids),
     },
 #ifndef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND
    //.suspend  = gsl_ts_suspend,
    //.resume   = gsl_ts_resume,
 #endif
      .probe      = gsl_ts_probe,
      .remove     = gsl_ts_remove,
      .id_table   = gsl_ts_id,
 };

注：變量 id_table 指示該驅動所支持的設備。

（2）註冊 I2C 驅動
使用 i2c_add_driver 函數註冊 I2C 驅動。

i2c_add_driver(&gsl_ts_driver);

在調用 i2c_add_driver 註冊 I2C 驅動時，會遍歷 I2C 設備，如果該驅動支持所遍歷到的設備，則會調用該驅動的 probe 函數。

驅動說明

通過 I2C 收發數據

在註冊好 I2C 驅動後，即可進行 I2C 通訊。

向從機發送信息：

 int i2c_master_send(const struct i2c_client *client, const char *buf, int count)
 {
     int ret;
     struct i2c_adapter *adap = client->adapter;
     struct i2c_msg msg;
     msg.addr = client->addr;
     msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN;
     msg.len = count;
     msg.buf = (char *)buf;
     ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1);
     /*
      * If everything went ok (i.e. 1 msg transmitted), return #bytes
      * transmitted, else error code.
      */
     return (ret == 1) ? count : ret;
 }

向從機讀取信息：

 int i2c_master_recv(const struct i2c_client *client, char *buf, int count)
 {
     struct i2c_adapter *adap = client->adapter;
     struct i2c_msg msg;
     int ret;
     msg.addr = client->addr;
     msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN;
     msg.flags |= I2C_M_RD;
     msg.len = count;
     msg.buf = buf;
     ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1);
     /*
      * If everything went ok (i.e. 1 msg received), return #bytes received,
      * else error code.
      */
     return (ret == 1) ? count : ret;
 }
 EXPORT_SYMBOL(i2c_master_recv);

demo下載

I2C-linux4.4-Demo下載

FAQs

Q1: 通信失敗，出現這種 log: “timeout, ipd: 0x00, state: 1” 該如何調試？
A1: 請檢查硬件上拉是否給電。

Q2: 調用 i2c_transfer 返回值爲 -6？
A2: 返回值爲 -6 表示爲 NACK 錯誤，即對方設備無應答響應，這種情況一般爲外設的問題，常見的有以下幾種情況：

I2C 地址錯誤，解決方法是測量 I2C 波形，確認是否 I2C 設備地址錯誤；

I2C slave 設備不處於正常工作狀態，比如未給電，錯誤的上電時序等；

時序不符合 I2C slave 設備所要求也會產生 Nack 信號。

Q3: 當外設對於讀時序要求中間是 stop 信號不是 repeat start 信號的時候，該如何處理？
A3: 這時需要調用兩次 i2c_transfer, I2C read 拆分成兩次，修改如下：

static int i2c_read_bytes(struct i2c_client *client, u8 cmd, u8 *data, u8 data_len) {
    struct i2c_msg msgs[2];
	int ret;
	u8 *buffer;
	buffer = kzalloc(data_len, GFP_KERNEL);
	if (!buffer)
		return -ENOMEM;;
	msgs[0].addr = client->addr;
	msgs[0].flags = client->flags;
	msgs[0].len = 1;
	msgs[0].buf = &cmd;
	ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, 1);
	if (ret < 0) {
		dev_err(&client->adapter->dev, "i2c read failed\n");
        kfree(buffer);
			return ret;
    }
    msgs[1].addr = client->addr;
    msgs[1].flags = client->flags | I2C_M_RD;
    msgs[1].len = data_len;
    msgs[1].buf = buffer;
    ret = i2c_transfer(client->adapter, &msgs[1], 1);
    if (ret < 0)
		dev_err(&client->adapter->dev, "i2c read failed\n");
    else
        memcpy(data, buffer, data_len);
    kfree(buffer);
    return ret;
}

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