基于zynq的IIC驱动的内容和机制
本文主要介绍基于zynq的iic的驱动架构，通过代码编写来深入了解iic驱动的内容和机制。
1. iic驱动架构
iic驱动包含两部分：iic总线驱动和设备驱动。总线驱动是对硬件设备适配器端的实现，主要包含i2c_adapter，i2c_algorithm和控制i2c适配器产生通信信号的函数。i2c_adapter和一套i2c读写algorithm绑定，i2c_algorithm包含对i2c总线的访问方式。iic总线驱动完成i2c_driver的注册，io空间分配，iic硬件设备时钟的设定，主从模式以及收发模式的设定等。通过i2c_adapter可以控制i2c总线上开始，结束等信号的产生。
iic设备驱动提供用户空间和i2c总线驱动的交互，其定义了i2c_client数据结构以及文件操作ioctrl，open，write等。i2c_client依附于i2c_adapter，用户通过i2c_client结构来调用相应的i2c_adapter，来实现iic控制。具体层次结构如下：
user ioctrl--------->
i2c_client------------>
i2c_adapter------------>
i2c_algorithm--------------->
iic硬件
2. zynq上iic驱动试验
基于黑金的zynq7020开发板，通过iic来读写eeprom，首先在ps端选择iic端口，导出到pl端，分配引脚。
代码分析：
首先定义一个i2c_dev，用于绑定到platfrom总线上。结构体中包含i2c_adapter，以及用于收发数据的buffer（p_send_buf和p_recv_buf），completion用于等待数据发送过程。
struct eeprom_i2c_dev{
struct device *dev;
struct i2c_adapter adapter;
unsigned long size;
void __iomem *baddr;
struct i2c_msg *p_msg;
unsigned char *p_send_buf;
unsigned char *p_recv_buf;
unsigned int recv_cnt;
unsigned int send_cnt;
int hold_falg;
int irq;
struct completion msg_completion;
spinlock_t xfer_lock;
u32 i2c_clk;
u32 input_clk;
struct clk *clk;
u32 ctrl_reg;
};
i2c_driver中主要包含了驱动注册和卸载函数。
static struct platform_driver eeprom_i2c_driver = {
.driver={
.name=driver_name,
.owner=this_module,
.of_match_table=eeprom_i2c_of_match,
},
.probe=eeprom_i2c_probe,
.remove=eeprom_i2c_remove,
};
现在分析probe函数：
首先从设备树中获得内存地址以及中断号，并分配io虚拟内存。
static int eeprom_i2c_probe(struct platform_device *pdev){
……
res=platform_get_resource(pdev, ioresource_mem, 0);
……
base=ioremap(res->start, resource_size(res));
……
res=platform_get_resource(pdev, ioresource_irq, 0);
指定i2c_adapter的i2c_algorithm。
idev->adapter.owner = this_module;
idev->adapter.dev.of_node = pdev->dev.of_node;
idev->baddr=base;
idev->irq=irq;
idev->size=size;
idev->dev=&pdev->dev;
idev->adapter.timeout=msecs_to_jiffies(1000);
idev->adapter.algo=&eeprom_i2c_algo;
idev->adapter.algo_data = idev;
idev->adapter.dev.parent = &pdev->dev;
snprintf(idev->adapter.name, sizeof(idev->adapter.name), eeprom i2c at %08lx, strt_addr);
根据设备树中时钟配置iic硬件中的时钟寄存器。
idev->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, null);
if (is_err(idev->clk)) {
dev_err(&pdev->dev, input clock not found./n);
return ptr_err(idev->clk);
} ret=clk_prepare_enable(idev->clk);
if(ret)
dev_err(&pdev->dev, unable to enable clcok/n);
idev->input_clk=clk_get_rate(idev->clk);
idev->ctrl_reg = eeprom_i2c_cr_ack_en | eeprom_i2c_cr_nea | eeprom_i2c_cr_ms;
ret=eeprom_i2c_setclk(idev->input_clk, idev);
iic接收数据要申请中断。
ret=devm_request_irq(&pdev->dev, irq, eeprom_i2c_irq, 0, driver_name, idev);
i2c_add_adapter用于将i2c_adapter加入到总线中。这个时候i2c_dev.c是可以通过通知连来检测到这个i2c_adapter的，并能为其分配设备号。然后用户就可以通过直接操作这个设备来实现iic读写了。
接下来看i2c_algorithm：
static const struct i2c_algorithm eeprom_i2c_algo = {
.master_xfer=eeprom_i2c_master_xfer,
.functionality=eeprom_i2c_func,
};
eeprom_i2c_master_xfer是通信函数，其中有：
eeprom_i2c_mrcv用于处理接收到iic设备数据，eeprom_i2c_msend用于处理发送数据，函数主要通过配置iic硬件设备中寄存器来实现。
现在来看用户如何操作iic：
i2c_rdwr_ioctl_data是i2c_dev.c中用于存储的收发数据的结构，通过它可以传递数据。在work_queue中的msgs中设定好slave_addr，len等值，然后通过ioctrl可以读写iic了。
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iic设备驱动提供用户空间和i2c总线驱动的交互，其定义了i2c_client数据结构以及文件操作ioctrl，open，write等。i2c_client依附于i2c_adapter，用户通过i2c_client结构来调用相应的i2c_adapter，来实现iic控制。具体层次结构如下：
user ioctrl--------->
i2c_client------------>
i2c_adapter------------>
i2c_algorithm--------------->
iic硬件
2. zynq上iic驱动试验
基于黑金的zynq7020开发板，通过iic来读写eeprom，首先在ps端选择iic端口，导出到pl端，分配引脚。
代码分析：
首先定义一个i2c_dev，用于绑定到platfrom总线上。结构体中包含i2c_adapter，以及用于收发数据的buffer（p_send_buf和p_recv_buf），completion用于等待数据发送过程。
struct eeprom_i2c_dev{
struct device *dev;
struct i2c_adapter adapter;
unsigned long size;
void __iomem *baddr;
struct i2c_msg *p_msg;
unsigned char *p_send_buf;
unsigned char *p_recv_buf;
unsigned int recv_cnt;
unsigned int send_cnt;
int hold_falg;
int irq;
struct completion msg_completion;
spinlock_t xfer_lock;
u32 i2c_clk;
u32 input_clk;
struct clk *clk;
u32 ctrl_reg;
};
i2c_driver中主要包含了驱动注册和卸载函数。
static struct platform_driver eeprom_i2c_driver = {
.driver={
.name=driver_name,
.owner=this_module,
.of_match_table=eeprom_i2c_of_match,
},
.probe=eeprom_i2c_probe,
.remove=eeprom_i2c_remove,
};
现在分析probe函数：
首先从设备树中获得内存地址以及中断号，并分配io虚拟内存。
static int eeprom_i2c_probe(struct platform_device *pdev){
……
res=platform_get_resource(pdev, ioresource_mem, 0);
……
base=ioremap(res->start, resource_size(res));
……
res=platform_get_resource(pdev, ioresource_irq, 0);
指定i2c_adapter的i2c_algorithm。
idev->adapter.owner = this_module;
idev->adapter.dev.of_node = pdev->dev.of_node;
idev->baddr=base;
idev->irq=irq;
idev->size=size;
idev->dev=&pdev->dev;
idev->adapter.timeout=msecs_to_jiffies(1000);
idev->adapter.algo=&eeprom_i2c_algo;
idev->adapter.algo_data = idev;
idev->adapter.dev.parent = &pdev->dev;
snprintf(idev->adapter.name, sizeof(idev->adapter.name), eeprom i2c at %08lx, strt_addr);
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idev->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, null);
if (is_err(idev->clk)) {
dev_err(&pdev->dev, input clock not found./n);
return ptr_err(idev->clk);
} ret=clk_prepare_enable(idev->clk);
if(ret)
dev_err(&pdev->dev, unable to enable clcok/n);
idev->input_clk=clk_get_rate(idev->clk);
idev->ctrl_reg = eeprom_i2c_cr_ack_en | eeprom_i2c_cr_nea | eeprom_i2c_cr_ms;
ret=eeprom_i2c_setclk(idev->input_clk, idev);
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ret=devm_request_irq(&pdev->dev, irq, eeprom_i2c_irq, 0, driver_name, idev);
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.master_xfer=eeprom_i2c_master_xfer,
.functionality=eeprom_i2c_func,
};
eeprom_i2c_master_xfer是通信函数，其中有：
eeprom_i2c_mrcv用于处理接收到iic设备数据，eeprom_i2c_msend用于处理发送数据，函数主要通过配置iic硬件设备中寄存器来实现。
现在来看用户如何操作iic：
i2c_rdwr_ioctl_data是i2c_dev.c中用于存储的收发数据的结构，通过它可以传递数据。在work_queue中的msgs中设定好slave_addr，len等值，然后通过ioctrl可以读写iic了。
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