Linux下i2c驅動

接下來將是一個新手去寫i2c驅動，這個驅動也是自己第一次寫，用了2天時間去學習，最後終於完成，在寫驅動之前，我們需要搞明白以下幾點

• Linux怎麼識別我們的i2c晶片
• 怎麼去寫
• 什麼是裝置地址

首先我們需要明白一個I2C驅動在微控制器上面怎麼寫，這個時候就需要去網上了解以下I2C的基礎知識，同時自己也要認真研究自己的晶片手冊，我這裡用的是TCA9555這個I2C晶片

查了網上的資料，大致總結一下，一個I2C驅動可以由以下幾個不同的方式來完成：
（1）使用gpio模擬i2c協議
（2）使用Linux系統中的I2C體系

1、使用gpio模擬i2c協議
我最開始就是想到這種方法，當然這種方法還是微控制器的思維，感覺自己目前還是缺少Linux系統的思維，這個需要多練，培養自己的Linux思維，在用gpio模擬i2c協議時，我們需要知道引腳的地址，然後去按照微控制器的方法去寫，很麻煩，我在這個過程中，是完全不瞭解I2C引腳的地址怎麼去獲取，然我在這裡卡了很久，感覺這條路行不通

2、使用Linux系統中的I2C體系
很明顯，我們的i2c一般都是接在處理器的I2C介面上面的（我用的是AM335X），此時我們需要做的就是讓處理器知道，我們需要使用這個I2C，說道這裡，也就是關鍵的部分—-如何註冊我們的裝置（讓整個系統知道）查了很多資料，大致有以下幾種方法：
（1）在、arch/arm/目錄下找到對應的mach檔案進行註冊
static struct i2c_board_info h4_i2c_board_info[] __initdata = {
{
I2C_BOARD_INFO(“isp1301_omap”, 0x2d),
.irq = OMAP_GPIO_IRQ(125),
},
這一種方法我也沒搞太懂，不過可以確定的是，在Linux核心加入裝置樹概念後，我們用裝置樹會更清楚明白
（2）裝置樹進行註冊（我用的方法）
&i2c1 {
pinctrl-names = “default”;
pinctrl-0 = <&i2c1_pins>;

    status = "okay";
    clock-frequency = <400000>;

    tca9555: [email protected] {
            compatible = "ti,tca9555";
            reg = <0x20>;
    };

此時就面臨一個問題，裝置樹怎麼註冊，首先我們搞清楚裝置地址這個概念：研究了一下，說白了就是看晶片手冊，我的是

可以看到，只需知道A2A1A0就可，然後看一下自己的電路圖，檢視一下A2A1A0的連線情況，我的都是接地，然後在最高位補上0，就確定了我的裝置地址為0x20，從而就可以註冊裝置樹
註冊完了之後，我們就解決了第一個問題，讓Linux系統知道有這個裝置存在，接下來我們要做的就是，具體的驅動與Linux系統的握手，
（3）還有很多方法，我也沒有研究

裝置驅動怎麼寫

首先我們需要程式入口和出口：

“`
static int __init tca9555_init(void)
{
printk(DEVICE_NAME”\tinitialized\n”);
i2c_add_driver(&tca9555_driver);
return 0;
}

static void __exit tca9555_exit(void)
{
i2c_del_driver(&tca9555_driver);
}
呼叫系統中的i2c_add_driver（i2c_del_driver）來增加（解除安裝）自己的i2c裝置

然後寫tca9555_dristatic ，按照i2c_driver結構體的格式來寫
struct i2c_driver tca9555_driver = {
.driver.name = “tca9555”,
.id_table = tca9555_id,
.probe = tca9555_probe,
.remove = tca9555_remove,
};

填寫tca9555_static
const struct i2c_device_id tca9555_id[]={
{“tca9555”,0}, //這裡的名字一定要與裝置樹中的一致
{ /* end of list */ },
};

構建tca9555_probe函式，此函式主要用來匹配
static int tca9555_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{ //匹配不成功，裝置節點不能註冊
printk(“misc ok\n”);
misc_register(&tca9555_dev); //混雜裝置
g_client = client;
return 0;
}

構建tca9555_remove函式用來登出裝置
static int tca9555_remove(struct i2c_client *client)
{
misc_deregister(&tca9555_dev);
g_client = NULL;
return 0;
}

因為我們在上面註冊了misc裝置，此時接下來就是混雜裝置驅動的編寫過程，首先構建一個結構體，由結構體引出我們需要處理的函式

static struct miscdevice tca9555_dev = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = “tca9555_i2c”,
.fops = &tca9555_fops
};

static struct file_operations tca9555_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.unlocked_ioctl = tca9555_ioctl
};

然後，我們應用程式與驅動之間的通訊就靠tca9555_ioctl這個函式來完成了，著這個過程中，我們如何達成I2C之間的通訊，其實是呼叫i2c_smbus_read_byte_data和i2c_smbus_write_byte_data這個函式來完成的，這個函式是Linux內建函式，我們需要用一個
tca9555_i2c_read來將其進行封裝：

static unsigned char tca9555_i2c_read(unsigned char addr)
{
return i2c_smbus_read_byte_data(g_client,addr);
}

從而，在ioctl的時候方便呼叫

差不多內容就是這麼多，驅動原始碼和測試程式我會在文章最後給大家，總結的來說，此I2C驅動對於很多新手來說很難是因為，不知道Linux裡面有I2C體系，然後知道了I2C體系後，網上也是各種方法都有，搞得人很混亂，從而無從下手，我也是根據網上的部落格模仿寫出來的

最後總結一下：
（1）首先註冊，讓系統知道硬體的存在
（2）如何握手，呼叫I2C_ADD_DRIVER，然後呼叫id probe來匹配我們的驅動（匹配不成功，程式不會往下走，也就是說，裝置節點註冊不成功）
（3）匹配成功後，呼叫misc裝置的註冊方法，註冊我們的裝置，寫ioctl函式，進行應用程與驅動層的通訊
（4）利用系統I2C通訊函式，我們用自己的函式對其進行封裝即可

這是第一篇部落格文章，以前好多次想寫來著，但最後忙著其他事也就忘記了，以後會把自己這段時間做的東西跟大家分享一下，希望大家多多交流