正点原子I.MX6U驱动例程速通（五）

前情说明：本文为正点原子I.MX6U 驱动开发篇代码总结，摘录了部分例程中主要的代码框架，完整代码及教程请参考正点原子官方。

本文对应《正点原子I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南》中的以下章节：

21_iic22_spi

为减少篇幅，部分框架重复内容使用...表示。

注意：iic和spi是重要且常用的两个总线，建议查看详细开发文档进行学习，本文只涉及核心代码框架。

21_iic

I2C总线驱动重点是I2C适配器驱动，这里要用到两个重要的数据结构：i2c_adapter和i2c_algorithm。Linux内核将Soc的I2C适配器抽象成i2c_adapter，i2c_algorithm就是I2C适配器与设备进行通信的方法。I2C设备驱动重点关注两个数据结构：i2c_client和i2c_driver，i2c_client就是描述设备信息的，i2c_driver描述驱动内容，类似于platform_driver。

1.设备结构体

struct ap3216c_dev {    dev_t devid;            /* 设备号      */struct cdev cdev;        /* cdev     */struct class *class;    /* 类         */struct device *device;    /* 设备      */struct device_node    *nd; /* 设备节点 */    int major;            /* 主设备号 */    void *private_data;    /* 私有数据 */    unsigned short ir, als, ps;        /* 三个光传感器数据 */};

2.读取多个寄存器数据

i2c读写API：i2c_transfer

static int ap3216c_read_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, void *val, int len){    int ret;struct i2c_msg msg[2];struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;    /* msg[0]为发送要读取的首地址 */    msg[0].addr = client->addr;            /* ap3216c地址 */    msg[0].flags = 0;                    /* 标记为发送数据 */    msg[0].buf = ®                    /* 读取的首地址 */    msg[0].len = 1;                        /* reg长度*/    /* msg[1]读取数据 */    msg[1].addr = client->addr;            /* ap3216c地址 */    msg[1].flags = I2C_M_RD;            /* 标记为读取数据*/    msg[1].buf = val;                    /* 读取数据缓冲区 */    msg[1].len = len;                    /* 要读取的数据长度*/    ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);    if(ret == 2) {        ret = 0;    } else {        printk("i2c rd failed=%d reg=%06x len=%d\n",ret, reg, len);        ret = -EREMOTEIO;    }    return ret;}

3.多个寄存器写入数据

i2c读写API：i2c_transfer

static s32 ap3216c_write_regs(struct ap3216c_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len){    u8 b[256];struct i2c_msg msg;struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)dev->private_data;    b[0] = reg;                    /* 寄存器首地址 */    memcpy(&b[1],buf,len);        /* 将要写入的数据拷贝到数组b里面 */    msg.addr = client->addr;    /* ap3216c地址 */    msg.flags = 0;                /* 标记为写数据 */    msg.buf = b;                /* 要写入的数据缓冲区 */    msg.len = len + 1;            /* 要写入的数据长度 */    return i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);}

4.传统匹配方式ID列表

static conststruct i2c_device_id ap3216c_id[] = {    {"alientek,ap3216c", 0},      {}};

5.设备树匹配列表

static conststruct of_device_id ap3216c_of_match[] = {    { .compatible = "alientek,ap3216c" },    { /* Sentinel */ }};

6.i2c驱动结构体

staticstruct i2c_driver ap3216c_driver = {    .probe = ap3216c_probe,    .remove = ap3216c_remove,    .driver = {            .owner = THIS_MODULE,               .name = "ap3216c",               .of_match_table = ap3216c_of_match,            },    .id_table = ap3216c_id,};

7.probe函数

i2c驱动的probe函数，当驱动与设备匹配以后此函数就会执行

static int ap3216c_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id){    /* 1、构建设备号 */    if (ap3216cdev.major) {        ap3216cdev.devid = MKDEV(ap3216cdev.major, 0);        register_chrdev_region(ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT, AP3216C_NAME);    } else {        alloc_chrdev_region(&ap3216cdev.devid, 0, AP3216C_CNT, AP3216C_NAME);        ap3216cdev.major = MAJOR(ap3216cdev.devid);    }    /* 2、注册设备 */    cdev_init(&ap3216cdev.cdev, &ap3216c_ops);    cdev_add(&ap3216cdev.cdev, ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT);    /* 3、创建类 */    ap3216cdev.class = class_create(THIS_MODULE, AP3216C_NAME);    if (IS_ERR(ap3216cdev.class)) {        return PTR_ERR(ap3216cdev.class);    }    /* 4、创建设备 */    ap3216cdev.device = device_create(ap3216cdev.class, NULL, ap3216cdev.devid, NULL, AP3216C_NAME);    if (IS_ERR(ap3216cdev.device)) {        return PTR_ERR(ap3216cdev.device);    }    ap3216cdev.private_data = client;    return 0;}

8.remove函数

i2c驱动的remove函数，移除i2c驱动的时候此函数会执行

static int ap3216c_remove(struct i2c_client *client){    /* 删除设备 */    cdev_del(&ap3216cdev.cdev);    unregister_chrdev_region(ap3216cdev.devid, AP3216C_CNT);    /* 注销掉类和设备 */    device_destroy(ap3216cdev.class, ap3216cdev.devid);    class_destroy(ap3216cdev.class);    return 0;}

9.入口函数

static int __init ap3216c_init(void){    int ret = 0;    ret = i2c_add_driver(&ap3216c_driver);    return ret;}

10.出口函数

static void __exit ap3216c_exit(void){    i2c_del_driver(&ap3216c_driver);}

22_spi

Linux内核使用spi_master表示SPI主机驱动，SPI主机驱动的核心就是申请spi_master，然后初始化spi_master，最后向 Linux 内核注册spi_master。Linux内核使用spi_driver结构体来表示SPI设备驱动，SPI设备和驱动的匹配过程是由SPI总线来完成的，这点和platform、I2C等驱动一样，SPI总线为spi_bus_type。

1.设备结构体

struct icm20608_dev {    dev_t devid;                /* 设备号      */struct cdev cdev;            /* cdev     */struct class *class;        /* 类         */struct device *device;        /* 设备      */struct device_node    *nd;     /* 设备节点 */    int major;                    /* 主设备号 */    void *private_data;            /* 私有数据         */    signed int gyro_x_adc;        /* 陀螺仪X轴原始值      */    signed int gyro_y_adc;        /* 陀螺仪Y轴原始值        */    signed int gyro_z_adc;        /* 陀螺仪Z轴原始值         */    signed int accel_x_adc;        /* 加速度计X轴原始值     */    signed int accel_y_adc;        /* 加速度计Y轴原始值    */    signed int accel_z_adc;        /* 加速度计Z轴原始值     */    signed int temp_adc;        /* 温度原始值             */};

2.读取多个寄存器数据

调用spi_message_init(&m);初始化spi_message，随后调用spi_message_add_tail(t, &m);将spi_transfer添加到spi_message队列，最后调用spi_sync(spi, &m);实现同步传输

static int icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, void *buf, int len){    int ret = -1;    unsigned char txdata[1];    unsigned char * rxdata;struct spi_message m;struct spi_transfer *t;struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;    t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);    /* 申请内存 */    if(!t) {        return -ENOMEM;    }    rxdata = kzalloc(sizeof(char) * len, GFP_KERNEL);    /* 申请内存 */    if(!rxdata) {        goto out1;    }    /* 一共发送len+1个字节的数据，第一个字节为    寄存器首地址，一共要读取len个字节长度的数据，*/    txdata[0] = reg | 0x80;        /* 写数据的时候首寄存器地址bit8要置1 */    t->tx_buf = txdata;            /* 要发送的数据 */    t->rx_buf = rxdata;            /* 要读取的数据 */    t->len = len+1;                /* t->len=发送的长度+读取的长度 */    spi_message_init(&m);        /* 初始化spi_message */    spi_message_add_tail(t, &m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */    ret = spi_sync(spi, &m);    /* 同步发送 */    if(ret) {        goto out2;    }    memcpy(buf , rxdata+1, len);  /* 只需要读取的数据 */out2:    kfree(rxdata);                    /* 释放内存 */out1:        kfree(t);                        /* 释放内存 */    return ret;}

3.多个寄存器写入数据

调用spi_message_init(&m);初始化spi_message，随后调用spi_message_add_tail(t, &m);将spi_transfer添加到spi_message队列，最后调用spi_sync(spi, &m);实现同步传输

static s32 icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len){    int ret = -1;    unsigned char *txdata;struct spi_message m;struct spi_transfer *t;struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;    t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);    /* 申请内存 */    if(!t) {        return -ENOMEM;    }    txdata = kzalloc(sizeof(char)+len, GFP_KERNEL);    if(!txdata) {        goto out1;    }    /* 一共发送len+1个字节的数据，第一个字节为    寄存器首地址，len为要写入的寄存器的集合，*/    *txdata = reg & ~0x80;    /* 写数据的时候首寄存器地址bit8要清零 */    memcpy(txdata+1, buf, len);    /* 把len个寄存器拷贝到txdata里，等待发送 */    t->tx_buf = txdata;            /* 要发送的数据 */    t->len = len+1;                /* t->len=发送的长度+读取的长度 */    spi_message_init(&m);        /* 初始化spi_message */    spi_message_add_tail(t, &m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */    ret = spi_sync(spi, &m);    /* 同步发送 */    if(ret) {        goto out2;    }out2:    kfree(txdata);                /* 释放内存 */out1:    kfree(t);                    /* 释放内存 */    return ret;}

4.probe函数

spi驱动的probe函数，当驱动与设备匹配以后此函数就会执行

static int icm20608_probe(struct spi_device *spi){    /* 1、构建设备号 */    if (icm20608dev.major) {        icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major, 0);        register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);    } else {        alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid, 0, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);        icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);    }    /* 2、注册设备 */    cdev_init(&icm20608dev.cdev, &icm20608_ops);    cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);    /* 3、创建类 */    icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);    if (IS_ERR(icm20608dev.class)) {        return PTR_ERR(icm20608dev.class);    }    /* 4、创建设备 */    icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class, NULL, icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);    if (IS_ERR(icm20608dev.device)) {        return PTR_ERR(icm20608dev.device);    }    /*初始化spi_device */    spi->mode = SPI_MODE_0;    /*MODE0，CPOL=0，CPHA=0*/    spi_setup(spi);    icm20608dev.private_data = spi; /* 设置私有数据 */    /* 初始化ICM20608内部寄存器 */    icm20608_reginit();    return 0;}

5.remove函数

static int icm20608_remove(struct spi_device *spi){    /* 删除设备 */    cdev_del(&icm20608dev.cdev);    unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);    /* 注销掉类和设备 */    device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);    class_destroy(icm20608dev.class);    return 0;}

6.传统匹配方式ID列表

static conststruct spi_device_id icm20608_id[] = {    {"alientek,icm20608", 0},      {}};

7.设备树匹配列表

static conststruct of_device_id icm20608_of_match[] = {    { .compatible = "alientek,icm20608" },    { /* Sentinel */ }};

8.SPI驱动结构体

staticstruct spi_driver icm20608_driver = {    .probe = icm20608_probe,    .remove = icm20608_remove,    .driver = {            .owner = THIS_MODULE,               .name = "icm20608",               .of_match_table = icm20608_of_match,            },    .id_table = icm20608_id,};

9.入口函数

static int __init icm20608_init(void){    return spi_register_driver(&icm20608_driver);}

10.出口函数

static void __exit icm20608_exit(void){    spi_unregister_driver(&icm20608_driver);}