一、前言

        本文主要分為三個(gè)部分，第一部分，介紹i2c字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的背景以及本文測(cè)試需要的開發(fā)環(huán)境；第二部分，介紹主要的字符驅(qū)動(dòng)源碼及測(cè)試程序；第三部分，測(cè)試方法以及測(cè)試結(jié)果，i2c從設(shè)備的器件地址可以在該器件的datasheet查找。文章的最后會(huì)給大家分享本文的所有源碼。

二、開發(fā)背景和環(huán)境 

        我已經(jīng)講解過利用i2c總線的去配置i2c從設(shè)備的方法，本文采用i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)的方式完成同樣的功能，在此完善工作記錄。

優(yōu)點(diǎn)：（1）當(dāng)從設(shè)備需要多種功能操作時(shí)（比如修改攝像頭的亮度、放大、曝光、分辨率等配置），把每個(gè)功能包裝成子模塊，相對(duì)總線方式的配置層次清晰，而且方便管理維護(hù)，而且在擴(kuò)展時(shí)還能夠在設(shè)備驅(qū)動(dòng)中添加對(duì)系統(tǒng)內(nèi)核資源的訪問（操作時(shí)請(qǐng)注意安全）；

            （2）設(shè)備初始化順序可以隨意控制，想i2c從設(shè)備啟動(dòng)快點(diǎn)就把設(shè)備初始化添加到內(nèi)核啟動(dòng)，想它啟動(dòng)慢一點(diǎn)，就以.ko的方式加載，等文件系統(tǒng)加載完畢了再初始化；

缺點(diǎn) ：（1）相比總線操作的方式編寫代碼較復(fù)雜，因?yàn)槭紫纫煜ぷ址?qū)動(dòng)架構(gòu)，而且還需要編寫一個(gè)操作設(shè)備驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序；

運(yùn)行環(huán)境：ARM S3C6410平臺(tái)

交叉編譯器：ARM-LINUX-GCC

內(nèi)核版本：2.6.28.6

三、源碼的講解

        源碼的講解分為兩個(gè)部分，第一個(gè)部分初略地介紹下i2c字符設(shè)備初始化過程，具體的字符驅(qū)動(dòng)架構(gòu)不再本文講解的范圍內(nèi)，第二部分，講解利用i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)對(duì)i2c從設(shè)備的寄存器進(jìn)行讀寫操作；

驅(qū)動(dòng)源碼初始化執(zhí)行步驟，

首先執(zhí)行ch7026_init函數(shù)

static __init int ch7026_init(void)
{
        int ret;
        dev_t devno;
        printk(DEVICE_NAME ' start init...\n');
        p_bank = kmalloc(sizeof(struct ch7026_bank), GFP_KERNEL);
        if (!p_bank)
                return -ENOMEM;
        memset(p_bank, 0, sizeof(struct ch7026_bank));
        devno = MKDEV(CH7026_MAJOR,0);
        ret = register_chrdev_region(devno,1,DEVICE_NAME);
        if(ret<0)
        {
                printk(KERN_NOTICE 'can not register ch7026 device');
                return ret;
        }
        cdev_init(&cdev_ch7026,&ch7026_fops);
        cdev_ch7026.owner = THIS_MODULE;
	ret =cdev_add(&cdev_ch7026,devno,1);
        if(ret)
        {
                printk(KERN_NOTICE 'can not add ch7026 device');
                return ret;
        }
        /*在/sys/class/下創(chuàng)建相對(duì)應(yīng)的類目錄*/
        my_class = class_create(THIS_MODULE,'ch7026');
        if(IS_ERR(my_class))
        {
                printk('Err: Failed in creating class\n');
                return -1;
        }
        /*完成設(shè)備節(jié)點(diǎn)的自動(dòng)創(chuàng)建，當(dāng)加載模塊時(shí)，就會(huì)在/dev下自動(dòng)創(chuàng)建設(shè)備文件*/
        device_create(my_class,NULL,MKDEV(CH7026_MAJOR,0),NULL,DEVICE_NAME);
        printk(DEVICE_NAME ' initialized\n');
        i2c_add_driver(&ch7026_driver);
        return 0;
}

執(zhí)行回調(diào)函數(shù) ch7026_probe（）函數(shù)

在執(zhí)行ch7026_attach（）函數(shù)

static int ch7026_probe(struct i2c_adapter *adap)
{
	int ret = 0;
	ret = i2c_probe(adap, &addr_data, ch7026_attach);
	if (ret) {
                printk('failed to attach ch7026 driver\n');
                ret = -ENODEV;
        } 
        return ret;
}

執(zhí)行ch7026_attach函數(shù)，執(zhí)行用戶配置i2c從設(shè)備ch7026_config（）函數(shù)

第二部分下面講解下應(yīng)用層write、read、ioctl系統(tǒng)調(diào)用到設(shè)備驅(qū)動(dòng)的讀寫函數(shù)，即i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)的讀寫操作，熟悉設(shè)備驅(qū)動(dòng)的人就知道，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的ch7026_write、 ch7026_read、 ch7026_ioctl函數(shù)即可，

static struct file_operations ch7026_fops = {
        .owner  =       THIS_MODULE,
        .open   =       ch7026_open,
        .write  =       ch7026_write,
        .read   =       ch7026_read,
        .ioctl  =       ch7026_ioctl,
};

ch7026_write函數(shù)的作用是實(shí)現(xiàn)用戶空間的數(shù)據(jù)到內(nèi)核空間的拷貝，然后再調(diào)用ch7026_i2c_write函數(shù)

ch7026_read函數(shù)讀取地址的數(shù)據(jù)，再從內(nèi)核空間拷貝該數(shù)據(jù)到用戶空間，本文所講的i2從設(shè)備寄存器地址是8bit（一個(gè)字節(jié)），如果遇到i2從設(shè)備寄存器地址是16bit（兩個(gè)字節(jié)），對(duì)應(yīng)修改下面buffer為unsigned short型，i2c_master_send(&p_bank->c, &buffer, 2)，讀操作也同理，改下數(shù)據(jù)接口就得，根據(jù)手冊(cè)多測(cè)試就知道怎么改了。

static ssize_t ch7026_read(struct file *file, char  *buf, size_t count, loff_t *ppos)
{
        int ret = 0;
        u8 p = *ppos;
        u8 buffer;
        u8 Rdval = 0;
        buffer = p&0xff;
        if (i2c_master_send(&p_bank->c, &buffer, 1) != 1) {
                return -1;
        }
        if (i2c_master_recv(&p_bank->c, &Rdval, 1) != 1) {
                return -1;
        }
        if (copy_to_user(buf, &Rdval, sizeof(Rdval))) {
                ret = -EFAULT;
        }
        return ret;
}

要在ioctl實(shí)現(xiàn)從設(shè)備各種子功能的實(shí)現(xiàn)，就自定義實(shí)現(xiàn)一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)里能讀寫的函數(shù)接口，開機(jī)配置i2c從設(shè)備多個(gè)寄存器的接口函數(shù)作用如下，就用到了ch7026_i2c_write函數(shù)，

以下為i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)讀寫i2c從設(shè)備寄存器的接口，

static unsigned char ch7026_i2c_read(struct i2c_client *client, u8 subaddr)
{
        u8 Regbuf = subaddr;
        u8 Rdval = 0;
        if (i2c_master_send(client, Regbuf, 1) != 1) {//發(fā)送要讀取從設(shè)備的寄存器地址
                return -1;
        }
        if (i2c_master_recv(client, &Rdval, 1) != 1) {//把讀取到寄存器的值保存在Rdval并返回
                return -1;
        }
        return Rdval;
}
static int ch7026_i2c_write(struct i2c_client *client, unsigned char subaddr, unsigned char val)
{
	int ret;
	unsigned char buf[2];
	struct i2c_msg msg = { client->addr, 0, 2, buf };
	buf[0] = subaddr;//所寫寄存器的地址
	buf[1] = val;//將要向寄存器寫的值
	printk('Kernel Reg: 0x%x  Value: 0x%x\n',buf[0], buf[1]);
	ret = i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1) == 1 ? 0 : -EIO;
	if(ret < 0)
        	printk('ch7026_i2c_write error!\n');
	return ret;
}

以下為i2c讀寫接口函數(shù)的延展，展示了i2c_master_send、i2c_master_recv、i2c_transfer的函數(shù)關(guān)系，其中i2c_msg 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常關(guān)鍵

/*
 * I2C Message - used for pure i2c transaction, also from /dev interface
 */ 
struct i2c_msg {
        __u16 addr;              /* slave address---從設(shè)備地址*/
        __u16 flags;             /*以下的宏定義為可以對(duì)flags操作的位運(yùn)算*/
#define I2C_M_TEN       0x10     /* we have a ten bit chip address       */
#define I2C_M_RD        0x01
#define I2C_M_NOSTART   0x4000
#define I2C_M_REV_DIR_ADDR      0x2000
#define I2C_M_IGNORE_NAK        0x1000
#define I2C_M_NO_RD_ACK         0x0800
#define I2C_M_RECV_LEN          0x0400 /* length will be first received byte */
        __u16 len;                     /* msg length---數(shù)據(jù)長度，字節(jié)為單位*/
        __u8 *buf;                     /* pointer to msg data---存在數(shù)據(jù)的指針*/
};

/**
 * i2c_master_send - issue a single I2C message in master transmit mode
 * @client: Handle to slave device
 * @buf: Data that will be written to the slave
 * @count: How many bytes to write
 *
 * Returns negative errno, or else the number of bytes written.
 */
int i2c_master_send(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;
}
EXPORT_SYMBOL(i2c_master_send);
/**
 * i2c_master_recv - issue a single I2C message in master receive mode
 * @client: Handle to slave device
 * @buf: Where to store data read from slave
 * @count: How many bytes to read
 *
 * Returns negative errno, or else the number of bytes read.
 */
int i2c_master_recv(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 transmitted), return #bytes
           transmitted, else error code. */
        return (ret == 1) ? count : ret;
}
EXPORT_SYMBOL(i2c_master_recv);

從上可以看到，i2c_master_send和i2c_master_recv傳輸數(shù)據(jù)，最終調(diào)用的函數(shù)接口都是i2c_transfer，唯一的區(qū)別就在數(shù)據(jù)包中的msg.flags標(biāo)志位，接收消息時(shí)多了個(gè)I2C_M_RD標(biāo)志的或運(yùn)算。

它們同i2c總線操作一樣，都要回歸于i2c標(biāo)準(zhǔn)的子系統(tǒng)中去，最終接口為i2c_transfer（）。ioctl的應(yīng)用也是一樣，應(yīng)用層調(diào)用的參考代碼如下,

     enum imagerStatus {
                SET_CONTRAT = 0x1,
                SET_BRIGHTNESS,
                POWER_ON,
                POWER_OFF,
        };
    int ret;
        if(m_imagerFd<=0) {
                m_imagerFd = open('/dev/ch7026', O_RDWR);
                if(m_imagerFd<0) {
                        perror('open device ch7026:');
                        return false;
                }
        }
        if(var){
                ret = ioctl(m_imagerFd, POWER_ON, NULL);
        }else{
                ret = ioctl(m_imagerFd, POWER_OFF, NULL);
        }
        if(ret < 0) {
                perror('ioctl:device ch7026:');
                return false;
        }

設(shè)備驅(qū)動(dòng)ioctl部分實(shí)現(xiàn)的部分，每個(gè)宏定義都可以配置成一個(gè)子功能塊，每個(gè)子模塊可以配置多個(gè)寄存器；

四、程序測(cè)試

應(yīng)用層測(cè)試main函數(shù)：

#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <termios.h>
static int fd;
static void print_usage(void);
/* Main function */
int main(int argc, char *argv[])
{
	int ret;
	int num;
	int i;
	int buf;//char buf;
	unsigned int tmp;
	unsigned int addr;
	unsigned char val;
	int buffer;
	float multiple;
	fd = open('/dev/ch7026', O_RDWR);
	if(fd<0) {
		perror('open device ch7026');
		exit(1);
	}
	if( (argc == 4)&& (strcmp(argv[1], 'write') == 0) ) {	
		if((argv[2][0]=='0') && (argv[2][1]=='x'))
			sscanf(argv[2], '0x%x', &addr);
		else
			addr = atoi(argv[2]);
		if((argv[3][0]=='0') && (argv[3][1]=='x'))
		{
			sscanf(argv[3], '0x%x', &tmp);
			val = tmp&0xFF;
		}
		else
			val = atoi(argv[3]);
		printf('Write: addr[0x%02x] [0x%02x] \n', addr, val);
		lseek(fd, addr, SEEK_SET);
		write(fd, &val, sizeof(unsigned char));
	} else if( (argc == 3) && (strcmp(argv[1], 'read') == 0)) {
		if((argv[2][0]=='0') && (argv[2][1]=='x'))
			sscanf(argv[2], '0x%x', &addr);
		else
			addr = atoi(argv[2]);
		lseek(fd, addr, SEEK_SET);
		if(ret < 0) {
			perror('lseek');
			exit(1);
		}
		read(fd, &val, sizeof(val));
		printf('Read: addr[0x%02x] [0x%02x] \n', addr, val);	
	} else {
		print_usage();
                exit(1);
	}
	close(fd);
	return 0;
}
static void print_usage(void)
{
	printf('usage:./ch7026_test [commad]\n');
	printf('./ch7026_test write [address] [value]\n');
	printf('./ch7026_test read [address]\n');
	printf('For example:\n');
	printf('./ch7026_test write 0x03 0x01\n');
	printf('./ch7026_test read 0x03\n');
}

    在PC Linux上用交叉編譯器編譯設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊（make）和應(yīng)用程序（make test），

     測(cè)試結(jié)果如下，可以看到應(yīng)用層讀寫i2c從設(shè)備的0x06寄存器成功：

        在編譯設(shè)備驅(qū)動(dòng)模塊的時(shí)候，首先要先編譯內(nèi)核，因?yàn)樵O(shè)備驅(qū)動(dòng)中的許多函數(shù)定義都來自內(nèi)核，如i2c子系統(tǒng)，'.o'后綴的就是內(nèi)核已經(jīng)編譯好的。當(dāng)然，Makefile還要加入編譯好的內(nèi)核路徑。

   Makefile的內(nèi)容，更換自己的內(nèi)核路徑和交叉編譯器

最后我把i2c總線方式和i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)方式配置從設(shè)備的源碼整理在一起上傳到資源區(qū)(https://download.csdn.net/download/psy6653/11014339)，

        寫了這么多本想設(shè)置2個(gè)下載積分安慰下自己得，但不知道怎么的系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置為5分（但修改不了），實(shí)在抱歉。不過沒有關(guān)系，有多的積分的朋友就贊助下哈，沒積分的朋友可以給我留言，我會(huì)用wan盤單獨(dú)分享給你。