用戶空間訪問I2C設備驅動

若是但願在用戶空間訪問咱們寫的I2C設備驅動，最經常使用的作法就是爲該I2C驅動編寫一套字符設備驅動，這樣，用戶空間則能夠經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，咱們在前兩篇文章的代碼的基礎上，封裝一層字符設備驅動，並給出在用戶空間的使用示例。

 

1.  編寫字符設備驅動

 

關於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，關於原理性的東西，網上有許多文章，能夠搜索參考。

    

（1）首先，建立一個包含有cdev對象的結構體及對象，表明着本實例的字符設備對象。

 

struct tvp5158_dev{        
    struct cdev cdev;  
    int    major;      
    struct semaphore semLock;          
};  
// global dev object  
struct tvp5158_dev g_tvp5158_dev;

    

cdev即字符設備對象，major爲分配的字符設備主設備號，semaphore用於互斥，保護i2c讀寫過程。

    

（2）第二步，建立文件操做結構體對象

 

struct file_operations tvp5158_dev_FileOps = {  
        .owner   = THIS_MODULE,  
        .open    = tvp5158_devOpen,  
        .release = tvp5158_devRelease,  
        .ioctl   = tvp5158_devIoctl,  
};

    

咱們把對I2C寄存器的讀寫操做放到 ioctl 命令中執行，不須要實現 read 和 write 函數，故這裏只實現文件的打開、釋放、以及 ioctl 操做。

    

（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

    

這裏的ioctl 函數的實現很關鍵，是驅動層與用戶層交互的核心部分，這裏將會定義相關的I2C讀寫命令枚舉，而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);  
      
    // get i2c param from userspace  
    copy_from_user(&param, (void *)arg, sizeof(param));  
      
    switch(cmd){  
    case I2C_CMD_WRITE:  
        {  
            copy_from_user(&reg, 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(&reg, 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 均爲前面文章中定義的變量和函數。

    

（5）在__init 代碼中註冊本字符設備驅動

 

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 代碼中註銷本字符設備驅動

 

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，這裏補充完整了，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，而後在用戶空間對生成的模塊(*.ko)進行加載（insmod），而後再 /dev 目錄下建立設備節點 /dev/tvp5158_dev ，最後，在用戶空間便可編寫測試代碼，打開該設備文件，經過 ioctl 命令進行訪問。

    

上面這個過程示例以下：

 

// 假設生成的模塊.ko名稱爲 tvp5158.ko 
第一步：insmod tvp5158.ko 
 
// 假設上面tvp5158_i2c_init函數中 g_tvp5158_dev.major 的值爲 74 
第二步：mknod /dev/tvp5158_dev c 74 0

    

下面給出最後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    = &reg;  
    param.value  = &value;  
    status = ioctl(fd,I2C_CMD_READ,&param);  
    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

    

到此爲止，Linux下的I2C設備驅動基本編寫過程已經講述完畢，之後凡是拿到新的芯片，須要在Linux下讀寫I2C寄存器，都可參考本系列的代碼進行編寫。固然，這裏只是講述了I2C設備驅動編寫的一些最基本的方法，關於I2C設備驅動的原理部分並無涉及，但願本身之後更加深刻地瞭解了Linux設備驅動原理後再進一步闡述。本文但願對初學者有所幫助。

 

 

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