Linux I2C设备驱动编写入门
"Linux I2C设备驱动编写介绍" 在Linux操作系统中,I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种低速的两线串行通信接口,常用于连接微控制器和外围设备,例如传感器、显示屏等。在Linux内核中,编写I2C设备驱动是将这些外部设备与系统集成的关键步骤。本文将详细介绍如何编写I2C设备驱动,特别是通过`module_i2c_driver`宏定义来注册驱动。 `module_i2c_driver`宏定义在`i2c.h`头文件中,它是用于注册I2C设备驱动的机制。这个宏会自动处理驱动的加载和卸载,它结合了`i2c_driver`结构体和`i2c_attach_device`及`i2c_detach_device`函数,帮助驱动程序与特定的I2C适配器关联。 I2C驱动主要由以下几个关键部分组成: 1. **I2C适配器** (I2C adapter) I2C适配器是系统中的硬件接口,可以是CPU内部集成的,也可以是外部扩展的。适配器驱动负责实现数据传输的具体逻辑,核心是`i2c_algorithm`结构体。该结构体包括: - `master_xfer`:主控器传输函数,用于执行I2C消息传输。如果适配器不支持I2C,这个函数可以设置为NULL。 - `smbus_xfer`:SMBus传输函数,若支持SMBus协议,需要实现此函数。如果设置为NULL,SMBus操作将通过I2C仿真执行。 - `functionality`:返回适配器支持的功能,比如I2C、PEC等。 2. **SMBus与I2C的区别** SMBus是基于I2C的简化版本,主要用于系统管理。虽然两者在电气层面上大部分兼容,但SMBus有一些特定的要求,例如较低的时钟速度限制和更严格的电压范围。 3. **I2C设备驱动** (I2C driver) 具体的I2C设备驱动程序通常对应于一个I2C设备,如传感器、显示控制器等。驱动通常包含以下组件: - `class`:设备类,标识设备的类型。 - `probe`:探测函数,用于检测设备是否存在并初始化设备。 - `remove`:移除函数,当设备被拔出或驱动被卸载时执行。 - `id_table`:设备ID表,匹配适配器上的设备。 - `driver`结构体中还包括其他回调函数,如`shutdown`、`ioctl`等。 编写I2C驱动的流程通常包括以下几个步骤: - 定义`i2c_driver`结构体,并填充必要的成员函数。 - 定义`i2c_board_info`结构体,描述设备在I2C总线上的位置。 - 使用`module_i2c_driver`宏注册驱动。 - 在系统启动或模块加载时,驱动的`probe`函数会被调用,尝试连接到I2C总线上的设备。 - 当设备不再使用时,`remove`函数会被调用来释放资源。 例如,在内核的`drivers/i2c/i2c-stub.c`中,提供了一个I2C适配器的示例,该适配器模拟了SMBus协议,这对于测试和调试很有用。 编写Linux I2C设备驱动需要深入理解I2C和SMBus协议,以及Linux内核驱动模型,这涉及到与内核交互的细节,如设备注册、中断处理、DMA等。通过`module_i2c_driver`宏,开发者可以方便地将设备驱动整合到Linux内核中,实现与I2C设备的有效通信。
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