技术标签: 操作系统
如果希望在用户空间访问我们写的I2C设备驱动,最常用的做法就是为该I2C驱动编写一套字符设备驱动,这样,用户空间则可以通过对字符设备驱动的访问,间接地实现对I2C芯片寄存器的读写控制。下面,我们在前两篇文章的代码的基础上,封装一层字符设备驱动,并给出在用户空间的使用示例。
1. 编写字符设备驱动
关于字符设备驱动的编写,我依然从实例应用的角度来展开描述,关于原理性的东西,网上有许多文章,可以搜索参考。
(1)首先,创建一个包含有cdev对象的结构体及对象,代表着本实例的字符设备对象。
struct tvp5158_dev{ struct cdev cdev; int major; struct semaphore semLock; }; // global dev object struct tvp5158_dev g_tvp5158_dev;
cdev即字符设备对象,major为分配的字符设备主设备号,semaphore用于互斥,保护i2c读写过程。
(2)第二步,创建文件操作结构体对象
struct file_operations tvp5158_dev_FileOps = { .owner = THIS_MODULE, .open = tvp5158_devOpen, .release = tvp5158_devRelease, .ioctl = tvp5158_devIoctl, };
我们把对I2C寄存器的读写操作放到 ioctl 命令中执行,不需要实现 read 和 write 函数,故这里只实现文件的打开、释放、以及 ioctl 操作。
(3) 实现设备打开和关闭函数
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)实现 IOCTL 函数
这里的ioctl 函数的实现很关键,是驱动层与用户层交互的核心部分,这里将会定义相关的I2C读写命令枚举,并且调用前面文章中封装好的I2C读写代码。
#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(¶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是与用户空间交互用的参数结构体,用户空间必须定义相同的结构体以保证交互的正确性。g_tvp5158_obj 和 tvp5158_i2c_read/write 均为前面文章中定义的变量和函数。
(5)在__init 代码中注册本字符设备驱动
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 代码中注销本字符设备驱动
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,本初始化代码和逆初始化在第一篇文章中已经出现过,这里补充完整了,将字符设备驱动的代码添加进来了。
2. 用户空间的使用方法
首先,编写Makefile将驱动编译成模块,然后在用户空间对生成的模块(*.ko)进行加载(insmod),然后再 /dev 目录下创建设备节点 /dev/tvp5158_dev ,最后,在用户空间即可编写测试代码,打开该设备文件,通过 ioctl 命令进行访问。
上面这个过程示例如下:
// 假设生成的模块.ko名称为 tvp5158.ko 第一步:insmod tvp5158.ko // 假设上面tvp5158_i2c_init函数中 g_tvp5158_dev.major 的值为 74 第二步:mknod /dev/tvp5158_dev c 74 0
下面给出最后在用户空间的测试代码示例。
#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. 总结
到此为止,Linux下的I2C设备驱动基本编写过程已经讲述完毕,以后凡是拿到新的芯片,需要在Linux下读写I2C寄存器,均可参考本系列的代码进行编写。当然,这里只是讲述了I2C设备驱动编写的一些最基本的方法,关于I2C设备驱动的原理部分并没有涉及,希望自己以后更加深入地了解了Linux设备驱动原理后再进一步阐述。
本文转自 Jhuster 51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/ticktick/761830,如需转载请自行联系原作者
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