生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
用户空间访问I2C设备驱动
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
2012-01-11 15:33:43
標簽：Linux I2C 字符設備 設備驅動 用戶空間
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??? 關于Linux下如何編寫芯片的I2C驅動，本系列第一篇文章《手把手教你寫Linux I2C設備驅動》對編寫I2C Client 設備驅動的關鍵代碼給出了初步的講述和示例，第二篇文章《Linux下讀寫芯片的I2C寄存器》對于具體如何在驅動層封裝讀寫芯片I2C寄存器也進行了詳細的描述，這兩篇文章的代碼整合到一起，就構成了I2C設備驅動的主要部分，本文則致力于將該驅動進一步封裝，為用戶空間提供訪問的接口。
??? 如果希望在用戶空間訪問我們寫的I2C設備驅動，最常用的做法就是為該I2C驅動編寫一套字符設備驅動，這樣，用戶空間則可以通過對字符設備驅動的訪問，間接地實現對I2C芯片寄存器的讀寫控制。下面，我們在前兩篇文章的代碼的基礎上，封裝一層字符設備驅動，并給出在用戶空間的使用示例。
1.? 編寫字符設備驅動
??? 關于字符設備驅動的編寫，我依然從實例應用的角度來展開描述，關于原理性的東西，網上有許多文章，可以搜索參考。
??? （1）首先，創建一個包含有cdev對象的結構體及對象，代表著本實例的字符設備對象。
struct?tvp5158_dev{?????? ?????struct?cdev?cdev;?? int major;???? ?????struct?semaphore?semLock;?????? ? ?}; ??struct?tvp5158_dev?g_tvp5158_dev;? ??? cdev即字符設備對象，major為分配的字符設備主設備號，semaphore用于互斥，保護i2c讀寫過程。
??? （2）第二步，創建文件操作結構體對象
struct?file_operations?tvp5158_dev_FileOps?=?{ ?????????.owner???=?THIS_MODULE, ?????????.open????=?tvp5158_devOpen, ?????????.release?=?tvp5158_devRelease, ?????????.ioctl???=?tvp5158_devIoctl, ?};? ??? 我們把對I2C寄存器的讀寫操作放到 ioctl 命令中執行，不需要實現 read 和 write 函數，故這里只實現文件的打開、釋放、以及 ioctl 操作。
??? （3） 實現設備打開和關閉函數
static?int?tvp5158_devOpen(struct?inode?*inode,?struct?file?*filp) ?{ ? printk(KERN_INFO?"I2C:?tvp5158_devOpen,?%4d,?%2d?\n",?major,?minor); ??????filp->private_data?=?NULL; ??????return?0; ?} ??static?int?tvp5158_devRelease(struct?inode?*inode,?struct?file?*filp) ?{ ?????printk(KERN_INFO?"I2C:?tvp5158_devRelease"); ??????return?0; ?}? ??? （4）實現 IOCTL 函數
??? 這里的ioctl 函數的實現很關鍵，是驅動層與用戶層交互的核心部分，這里將會定義相關的I2C讀寫命令枚舉，并且調用前面文章中封裝好的I2C讀寫代碼。
#define?I2C_CMD_READ???????(0x01) ?#define?I2C_CMD_WRITE??????(0x02) ??struct?I2C_Param{ ?????uint8_t?*reg; ?????uint8_t?*value; ?}; ??static?int?tvp5158_devIoctl(struct?inode?*inode,?struct?file?*filp,?unsigned?int?cmd,?unsigned?long?arg) ?{ ? uint8_t?reg,data;????struct? I2C_Param?param; ????? ?????down_interruptible(&g_tvp5158_dev.semLock); ????? ??????????copy_from_user(¶m,?(void?*)arg,?sizeof(param)); ????? ?????switch(cmd){ ?????case?I2C_CMD_WRITE: ?????????{ ? copy_from_user(®, param.reg,sizeof(uint8_t)); copy_from_user(&data,param.value,sizeof(uint8_t));????????????tvp5158_i2c_write(&g_tvp5158_obj->client,?reg,?data); ?????????????break; ?????????} ?????case?I2C_CMD_READ: ?????????{ ? copy_from_user(®, param.reg,sizeof(uint8_t)); ????????????tvp5158_i2c_read(&g_tvp5158_obj->client,?reg,?&data); ?????????????copy_to_user(param.value,&data,sizeof(uint8_t)); ?????????????break; ?????????} ?????default: ?????????break; ?????} ?????up(&g_tvp5158_dev.semLock); ????? ?????return?0; ?}? ??? 其中，I2C_Param是與用戶空間交互用的參數結構體，用戶空間必須定義相同的結構體以保證交互的正確性。g_tvp5158_obj 和 tvp5158_i2c_read/write 均為前面文章中定義的變量和函數。
??? （5）在__init 代碼中注冊本字符設備驅動
static?int?__init?tvp5158_i2c_init(void) ?{ ?????int?result; ?????dev_t?dev?=?0; ?????result?=?alloc_chrdev_region(&dev,?0,?1,?“tvp5158_dev”); ?????if?(result?<?0)?{ ?????????printk(KERN_WARNING?"I2C:?can't?get?device?major?num?\n"); ?????????return?result; ?????} ? g_tvp5158_dev.major = MAJOR(dev);???? ??????sema_init(&g_tvp5158_dev.semLock,?1); ?????cdev_init(&g_tvp5158_dev.cdev,?&tvp5158_dev_FileOps); ????? ?????g_tvp5158_dev.cdev.owner?=?THIS_MODULE; ?????g_tvp5158_dev.cdev.ops???=?&tvp5158_dev_FileOps; ??????cdev_add(&g_tvp5158_dev.cdev,?dev,?1);??? ????? ?????return?i2c_add_driver(&tvp5158_i2c_driver);; ?} ??
?? （6）在 __exit 代碼中注銷本字符設備驅動
static?void?__exit?tvp5158_i2c_exit(void) ?{ ?????dev_t?devno?=?MKDEV(g_tvp5158_dev.major,?0); ??????i2c_del_driver(&tvp5158_i2c_driver); ??????cdev_del(&g_tvp5158_dev.cdev); ??????unregister_chrdev_region(devno,?1); ?}? ??????? 注意，本初始化代碼和逆初始化在第一篇文章中已經出現過，這里補充完整了，將字符設備驅動的代碼添加進來了。
2.? 用戶空間的使用方法
??? 首先，編寫Makefile將驅動編譯成模塊，然后在用戶空間對生成的模塊(*.ko)進行加載（insmod），然后再 /dev 目錄下創建設備節點 /dev/tvp5158_dev ，最后，在用戶空間即可編寫測試代碼，打開該設備文件，通過 ioctl 命令進行訪問。
? ? 上面這個過程示例如下：
?第一步：insmod?tvp5158.ko???第二步：mknod?/dev/tvp5158_dev?c?74?0? ? ? 下面給出最后在用戶空間的測試代碼示例。
#include?<stdio.h> ??int?main() ?{ ?????int?status; ?????struct?I2C_Param?param; ?? unit8_t reg = 0x08; unit8_t value = 0; ?????int?fd?=?open("/dev/tvp5158_dev",?O_RDWR); ?????if(?fd?<?0) ?????{ ?????????return?-1; ?????} ????? ?????param.reg????=?® ?????param.value? =?&value; ?????status?=?ioctl(fd,I2C_CMD_READ,¶m); ?????if(?status?<?0) ?????{ ?????????printf("read?fail!\n"); ?????????return?-1; ?????} ?????printf("the?0x80?reg?'s?value?=?%d\n",value); ????? ?????close(fd); ????? ?????return?0; ?}? ?3.?? 總結
??? 到此為止，Linux下的I2C設備驅動基本編寫過程已經講述完畢，以后凡是拿到新的芯片，需要在Linux下讀寫I2C寄存器，均可參考本系列的代碼進行編寫。當然，這里只是講述了I2C設備驅動編寫的一些最基本的方法，關于I2C設備驅動的原理部分并沒有涉及，希望自己以后更加深入地了解了Linux設備驅動原理后再進一步闡述。本文希望對初學者有所幫助，文中有什么講述不正確的地方，歡迎留言或者來信lujun.hust@gmail.com交流。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的用户空间访问I2C设备驱动的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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