【Linux驱动】I2C子系统与触摸屏驱动 |
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【Linux驱动】I2C子系统与触摸屏驱动
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由于学习触摸屏驱动涉及到中断以及I2C相关的知识，因此先介绍一下I2C的驱动框架。 触摸屏与I2C总线的关系关于I2C的基础概念和原理参考我的这篇博客：【裸机】嵌入式相关问题汇总（二、I2C通信概念） 硬件连接 SoC和触摸屏的连接方式如下图。其中触摸屏IC中烧录的固件的功能，一方面控制触摸屏面板，另一方面接收来自主设备的I2C信号。对于我们开发来说，需要关注的只有跟我们交互的I2C总线，其他并不关心。 内核中提供两种I2C驱动实现方法（drivers/i2c目录下）： 1）第一种叫i2c-dev，这种方法只是封装了主机（I2C master，一般是SoC中内置的I2C控制器）的I2C基本操作，并且向应用层提供相应的操作接口（访问slave硬件设备的基本接口）； 2）第二种I2C驱动是所有的I2C操作都放在驱动层实现，直接向应用层提供最终结果。应用层甚至不需要知道这里面有I2C存在，譬如电容式触摸屏驱动，直接向应用层提供/dev/input/event1的操作接口，应用层编程的人根本不知道event1中涉及到了I2C。这种是我们后续分析的重点。 I2C子系统的4个关键结构体： struct i2c_adapter I2C适配器，表示SoC内部的I2C控制器相关的寄存器等信息结构体 struct i2c_algorithm I2C算法（I2C控制器操作从机的一种时序之类的方法），在i2c_adapter是一个指针， 可以指向不同的algo，这也说明一个主机可以操作不同算法的多个从机 struct i2c_client I2C（从机）设备信息，类似于平台总线的 platform_device struct i2c_driver I2C（从机）设备驱动，类似于平台总线的 platform_driver由此可以看出，I2C总线的设计思想与platform总线的设计思想非常相似。可以想象 i2c-core.c 中，分别提供 i2c_client 和i2c_driver 的注册接口，然后每次注册时都去对方的链表中查找匹配（match函数），匹配中之后将device硬件信息通过类似probe函数传入driver进行初始化。 i2c-core.c分析 static int __init i2c_init(void) { int retval; retval = bus_register(&i2c_bus_type); if (retval) return retval; #ifdef CONFIG_I2C_COMPAT i2c_adapter_compat_class = class_compat_register("i2c-adapter"); if (!i2c_adapter_compat_class) { retval = -ENOMEM; goto bus_err; } #endif retval = i2c_add_driver(&dummy_driver); if (retval) goto class_err; return 0; class_err: #ifdef CONFIG_I2C_COMPAT class_compat_unregister(i2c_adapter_compat_class); bus_err: #endif bus_unregister(&i2c_bus_type); return retval; }该函数为 i2c-core 的初始化加载函数，其中最重要的是调用了这一句bus_register(&i2c_bus_type);，而 i2c_bus_type 中又包含 match函数与 probe函数（这完全类似于platform总线的设计，说明上面的猜想是正确的）。 i2c-s3c2410.c源码分析 这个文件是I2C控制器的驱动文件，实现为platform驱动。 1、平台总线方式注册 2、找到 driver 和 device，并且确认其配对过程 3、probe函数 1）填充一个i2c_adapter结构体（i2c->adap.algo 为i2c通信的算法以及功能），并且调用接口去注册之； 2）从 platform_device 接收硬件信息，做必要的处理（request_mem_region & ioremap、request_irq等）； 3）对硬件做初始化（s3c24xx_i2c_init，直接操作210内部I2C控制器的寄存器）； /* s3c24xx_i2c_probe * * called by the bus driver when a suitable device is found */ static int s3c24xx_i2c_probe(struct platform_device *pdev) { struct s3c24xx_i2c *i2c; struct s3c2410_platform_i2c *pdata; struct resource *res; int ret; pdata = pdev->dev.platform_data; if (!pdata) { dev_err(&pdev->dev, "no platform data\n"); return -EINVAL; } i2c = kzalloc(sizeof(struct s3c24xx_i2c), GFP_KERNEL); if (!i2c) { dev_err(&pdev->dev, "no memory for state\n"); return -ENOMEM; } strlcpy(i2c->adap.name, "s3c2410-i2c", sizeof(i2c->adap.name)); i2c->adap.owner = THIS_MODULE; i2c->adap.algo = &s3c24xx_i2c_algorithm; i2c->adap.retries = 2; i2c->adap.class = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD; i2c->tx_setup = 50; spin_lock_init(&i2c->lock); init_waitqueue_head(&i2c->wait); /* find the clock and enable it */ i2c->dev = &pdev->dev; i2c->clk = clk_get(&pdev->dev, "i2c"); if (IS_ERR(i2c->clk)) { dev_err(&pdev->dev, "cannot get clock\n"); ret = -ENOENT; goto err_noclk; } dev_dbg(&pdev->dev, "clock source %p\n", i2c->clk); clk_enable(i2c->clk); /* map the registers */ res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); if (res == NULL) { dev_err(&pdev->dev, "cannot find IO resource\n"); ret = -ENOENT; goto err_clk; } i2c->ioarea = request_mem_region(res->start, resource_size(res), pdev->name); if (i2c->ioarea == NULL) { dev_err(&pdev->dev, "cannot request IO\n"); ret = -ENXIO; goto err_clk; } i2c->regs = ioremap(res->start, resource_size(res)); if (i2c->regs == NULL) { dev_err(&pdev->dev, "cannot map IO\n"); ret = -ENXIO; goto err_ioarea; } dev_dbg(&pdev->dev, "registers %p (%p, %p)\n", i2c->regs, i2c->ioarea, res); /* setup info block for the i2c core */ i2c->adap.algo_data = i2c; i2c->adap.dev.parent = &pdev->dev; /* initialise the i2c controller */ ret = s3c24xx_i2c_init(i2c); if (ret != 0) goto err_iomap; /* find the IRQ for this unit (note, this relies on the init call to * ensure no current IRQs pending */ i2c->irq = ret = platform_get_irq(pdev, 0); if (ret dev_err(&pdev->dev, "cannot claim IRQ %d\n", i2c->irq); goto err_iomap; } ret = s3c24xx_i2c_register_cpufreq(i2c); if (ret dev_err(&pdev->dev, "failed to add bus to i2c core\n"); goto err_cpufreq; } platform_set_drvdata(pdev, i2c); clk_disable(i2c->clk); dev_info(&pdev->dev, "%s: S3C I2C adapter\n", dev_name(&i2c->adap.dev)); return 0; err_cpufreq: s3c24xx_i2c_deregister_cpufreq(i2c); err_irq: free_irq(i2c->irq, i2c); err_iomap: iounmap(i2c->regs); err_ioarea: release_resource(i2c->ioarea); kfree(i2c->ioarea); err_clk: clk_disable(i2c->clk); clk_put(i2c->clk); err_noclk: kfree(i2c); return ret; } 触摸屏IC驱动gslX680.c源码分析 这是一个通过I2C总线写的驱动。需要匹配 i2c_driver 和 i2c_client，根据之前分析的匹配条件是 client 的 name 与 driver 中的 id_table 中的 name 匹配。 要找到 i2c_client ，还是得去 mach_xxx.c 中找（特别是 smdkc110_machine_init 函数），但现在找到的是 i2c_board_info 结构体。 可以看到 i2c_register_board_info 最后将 i2c_board_info 加入了 __i2c_board_list 链表。 查找这个链表，发现又回到了 i2c-core.c文件中，i2c_scan_static_board_info中调用了 i2c_new_device，完成 i2c_client 的注册。 gslX680.c的probe static int __devinit gsl_ts_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id) { struct gsl_ts *ts; int rc; print_info("GSLX680 Enter %s\n", __func__); if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C)) { dev_err(&client->dev, "I2C functionality not supported\n"); return -ENODEV; } ts = kzalloc(sizeof(*ts), GFP_KERNEL); if (!ts) return -ENOMEM; print_info("==kzalloc success=\n"); ts->client = client; i2c_set_clientdata(client, ts); ts->device_id = id->driver_data; rc = gslX680_ts_init(client, ts); if (rc print_info( "gsl_probe: request irq failed\n"); goto error_req_irq_fail; } /* create debug attribute */ //rc = device_create_file(&ts->input->dev, &dev_attr_debug_enable); #ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND ts->early_suspend.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_BLANK_SCREEN + 1; //ts->early_suspend.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_DISABLE_FB + 1; ts->early_suspend.suspend = gsl_ts_early_suspend; ts->early_suspend.resume = gsl_ts_late_resume; register_early_suspend(&ts->early_suspend); #endif #ifdef GSL_MONITOR print_info( "gsl_ts_probe () : queue gsl_monitor_workqueue\n"); INIT_DELAYED_WORK(&gsl_monitor_work, gsl_monitor_worker); gsl_monitor_workqueue = create_singlethread_workqueue("gsl_monitor_workqueue"); queue_delayed_work(gsl_monitor_workqueue, &gsl_monitor_work, 1000); #endif print_info("[GSLX680] End %s\n", __func__); return 0; //exit_set_irq_mode: error_req_irq_fail: free_irq(ts->irq, ts); error_mutex_destroy: input_free_device(ts->input); kfree(ts); return rc; }1、申请并填充自定义的触摸屏结构体ts； 2、gslX680_ts_init向input子系统注册输入设备； 3、gslX680_init、init_chip、check_mem_data硬件初始化； 4、初始化workqueue，申请IRQ（上半部没有什么操作，直接激活下半部，下半部主要是获取触摸信息）； 剩下关于触摸屏寄存器操作相关的，不同型号的芯片具有差异性，因此不具体分析。 |
驱动软件结构 
可以看到，编写I2C相关的驱动需要两个驱动：I2C控制器（主机）、I2C设备（从机），从机的驱动其实是被动需要提供的。然而i2c-core中均已支持了这两个驱动的注册。
当然，想知道如何匹配的可以看match函数，这里直接给出结论：当任何一个 driver 或者 client 去注册时，I2C总线都会调用match函数去对 client.name 和 driver.id_table.name 进行循环匹配（driver 中的i d_table 是可以有多个的，一个驱动设备多款设备）。 以及 probe函数中会进一步调用 driver 的 probe函数driver->probe()去实现。
最终，函数调用调用层次：【本文地址】