x4412&ibox项目实战54－Linux触摸屏驱动之I2C驱动实验

armeasy

前面我们分析了linux触摸屏驱动的input子系统机制，本章节分析linux触摸屏驱动的i2c机制。

驱动源码路径：

1. kernel/drivers/input/touchscreen/ft5x06_touch.c
   
2. kernel/drivers/input/touchscreen/ft5x06_firmware_1024_600.h
   
3. kernel/drivers/input/touchscreen/ft5x06_firmware_800_480.h

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在探测函数ft5x06_ts_probe中，定义了两个结构体指针adapter和client，分别指向i2c的主设备结构体i2c_adapter和i2c的从设备结构体i2c_client。另外定义了一个记录i2c从设备信息的结构体info，用于记录从设备的名称和设备地址。

首先通过i2c_get_adapter函数获得一个i2c_adapter指针：

1. adapter = i2c_get_adapter(FT5X06_I2C_BUS);

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函数的传入参数为I2C的通道，这里为通道1，因为x4412开发板上对应的触摸屏芯片接在I2C的1通道。

再将从设备的名称和地址填充到结构体info：

1. memset(&info, 0, sizeof(struct i2c_board_info));
   
2. info.addr = FT5X06_I2C_ADDRESS;//填充i2c_board_info结构体中I2C的地址
   
3. strlcpy(info.type, "ft5x06-iic", I2C_NAME_SIZE);

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注意，这里的设备名称为ft5x06-iic，后面在i2c_driver结构体中一定要有和它匹配的名称，否则i2c驱动的probe函数将无法执行。

接着使用i2c_new_device函数将i2c的主设备和从设备关联起来，组成一个客户端，并返回一个指向i2c_client的结构体client。这个结构体非常重要，它将通过i2c_add_driver函数传给i2c对应的probe函数ft5x06_iic_probe，后面整个i2c操作都离不开它。

前面通过i2c_get_adapter函数获得了adapter结构体后，一旦通过adapter获得了从设备的结构体client，它的任务即已经完成，需要使用i2c_put_adapter函数释放该指针：

1. i2c_put_adapter(adapter);

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最后通过i2c_add_driver函数注册一个i2c驱动：

1. ret = i2c_add_driver(&ft5x06_iic_driver);
   
2. ft5x06_iic_driver对应的结构体为：
   
3. static struct i2c_driver ft5x06_iic_driver = {
   
4.          .driver                  = {
   
5.                    .name         = "ft5x06-iic",//结构体中已经存在id_table，故匹配名称时以id_table为准
   
6.          },
   
7. 
   
8.          .probe                  = ft5x06_iic_probe,
   
9.          .remove               = ft5x06_iic_remove,
   
10.          .suspend     = ft5x06_iic_suspend,
    
11.          .resume                = ft5x06_iic_resume,
    
12.          .id_table     = ft5x06_iic_id,
    
13. };

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注意，该结构体中已经存在id_talbe，platform匹配时，将不再认成员driver中的name，而是会在id_table中查找是否有和前面我们定义的i2c名称“ft5x06_iic_probe”相同。

id_table对应内容如下：

1. static const struct i2c_device_id ft5x06_iic_id[] = {
   
2.          { "ft5x06-iic", 0},//该名称与i2c_board_info结构体中的驱动名称匹配，则调用probe函数
   
3.          { }
   
4. };

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可见，内核将会成功匹配，i2c的探测函数ft5x06_iic_probe得以运行。在该探测函数中，首先通过i2c_check_functionality函数检查i2c主设备的驱动能力：

1. if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_SMBUS_WORD_DATA))//查看I2C适配器的能力
   
2.                    return -ENODEV;

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再将函数中定义的指向ft5x06_ts结构体的指针ts的数据存放在client->dev->p->driver_data，以备调用：

1. ts->client = client;//将从设备i2c_client数据赋值给ts
   
2. i2c_set_clientdata(client, ts);

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在配置完触摸屏的input子系统以及触摸屏中断后，就开始通过i2c读取和写入数据了。

函数ft5x06_read_fw_ver用于读取FT5x06芯片的firmware版本：

1. uc_reg_value = ft5x06_read_fw_ver(client);

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这里传入了前面申请的结构体client，其函数原型如下：

1. static uint8_t ft5x06_read_fw_ver(struct i2c_client * client)
   
2. {
   
3.          uint8_t ver;
   
4. 
   
5.          ft5x06_read_reg(client, FT5X0X_REG_FIRMID, &ver);
   
6.          return (ver);
   
7. }
   
8. static int ft5x06_read_reg(struct i2c_client * client, uint8_t addr, uint8_t * data)
   
9. {
   
10.     uint8_t buf[2];
    
11.     struct i2c_msg msgs[2];
    
12.     int ret;
    
13. 
    
14.     buf[0] = addr;
    
15. 
    
16.     msgs[0].addr = client->addr;//i2c芯片地址
    
17.     msgs[0].flags = 0; //0表示写
    
18.     msgs[0].len = 1;   //要写的字节数为1
    
19.     msgs[0].buf = buf; //需要读的寄存器地址
    
20. 
    
21.     msgs[1].addr = client->addr;//i2c芯片地址
    
22.     msgs[1].flags = I2C_M_RD;//1表示读，I2C_M_RD＝1
    
23.     msgs[1].len = 1;   //要读的字节数为1
    
24.     msgs[1].buf = buf;         //读取的数据保存到buf
    
25. 
    
26.     ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, 2);//传输2个msg
    
27.     if(ret < 0)
    
28.         printk("msg i2c read error\n");
    
29. 
    
30.     *data = buf[0];
    
31.     return ret;
    
32. }

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真正干活的是函数ft5x06_read_reg，它通过i2c_transfer函数读取寄存器值。传入参数addr对应需要读取的寄存器的地址，*data返回从寄存器中读取的寄存器值。ft5x06_read_reg函数是一个典型的利用i2c_transfer读取寄存器值的模板，它定义了两个i2c_msg结构体msgs，msgs[0]用于写寄存器的地址，msgs[1]用于读该寄存器的值。I2C每次读寄存器的值，都需要先对该寄存器的地址发写命令，再发读命令返回写入寄存器的地址对应的寄存器值。

i2c_msg结构体内容如下：

1. struct i2c_msg {
   
2.          __u16 addr;         /* slave address                      */
   
3.          __u16 flags;
   
4. #define I2C_M_TEN             0x0010       /* this is a ten bit chip address */
   
5. #define I2C_M_RD               0x0001       /* read data, from slave to master */
   
6. #define I2C_M_NOSTART            0x4000       /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
   
7. #define I2C_M_REV_DIR_ADDR        0x2000       /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
   
8. #define I2C_M_IGNORE_NAK    0x1000       /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
   
9. #define I2C_M_NO_RD_ACK               0x0800       /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
   
10. #define I2C_M_RECV_LEN                   0x0400       /* length will be first received byte */
    
11.          __u16 len;           /* msg length                                   */
    
12.          __u8 *buf;           /* pointer to msg data                      */
    
13. };

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这里addr表示从设备的地址，flags表示I2C需要执行的动作，为0表示写，为1表示读。len表示写入或读出的寄存器的字节数。当为写时，buf表示需要写入的寄存器地址，当为读时，buf返回从寄存器读出的值。i2c_transfer函数的第三个参数表示传入的msg的个数，通常读一个寄存器时，该值为2，写一个寄存器时，该值为1。

ft5x06_write_reg函数用于写寄存器，其源码如下：

1. static int ft5x06_write_reg(struct i2c_client * client, uint8_t addr, uint8_t data)
   
2. {
   
3.          uint8_t buf[3];
   
4.     int ret = -1;
   
5. 
   
6.     buf[0] = addr;
   
7.     buf[1] = data;
   
8. 
   
9.     ret = ft5x06_i2c_txdata(client, buf, 2);
   
10.     if (ret < 0)
    
11.     {
    
12.         printk("write reg failed! %#x ret: %d", buf[0], ret);
    
13.         return -1;
    
14.     }
    
15. 
    
16.     return 0;
    
17. }
    
18. static int ft5x06_i2c_txdata(struct i2c_client * client, char * txdata, int length)
    
19. {
    
20.     int ret;
    
21. 
    
22.     struct i2c_msg msg[] = {
    
23.         {
    
24.             .addr     = client->addr,     //i2c芯片地址
    
25.             .flags     = 0,            //0表示写寄存器
    
26.             .len        = length,     //要写入的数据的长度为2
    
27.             .buf       = txdata,     //寄存器地址和该地址要写入的数据
    
28.         },
    
29.     };
    
30. 
    
31.     ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 1);//传输1个msg
    
32.     if (ret < 0)
    
33.         printk("%s i2c write error: %d\n", __func__, ret);
    
34. 
    
35.     return ret;
    
36. }

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       在ft5x06_write_reg函数中，通过形参将要写入的寄存器的地址和数据保存到buf数组，在ft5x06_i2c_txdata函数中定义了一个i2c_msg结构体msg，它的flags标志为0，表示写寄存器，buf[0]和buf[1]分别为要写入的寄存器的地址和数据，写入的长度len为2。最后通过i2c_transfer函数写入寄存器。

       在触摸屏芯片第一次执行时，需要通过I2C给芯片里面的固件升级，这时需要成批的操作寄存器。

       FTS_BOOLbyte_write函数用于批量写寄存器，其原型如下：

1. static FTS_BOOL byte_write(struct i2c_client * client, FTS_BYTE* pbt_buf, FTS_DWRD dw_len)
   
2. {
   
3.     return i2c_write_interface(client, FT5X06_I2C_ADDRESS, pbt_buf, dw_len);
   
4. }
   
5. static FTS_BOOL i2c_write_interface(struct i2c_client * client, FTS_BYTE bt_ctpm_addr, FTS_BYTE* pbt_buf, FTS_DWRD dw_lenth)
   
6. {
   
7.     int ret;
   
8. 
   
9.     ret = i2c_master_send(client, pbt_buf, dw_lenth);//一次性写入多个寄存器
   
10.     if(ret<=0)
    
11.     {
    
12.         printk("[FTS]i2c_write_interface error line = %d, ret = %d\n", __LINE__, ret);
    
13.         return FTS_FALSE;
    
14.     }
    
15. 
    
16.     return FTS_TRUE;
    
17. }

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       FTS_BOOLbyte_write函数的传入参数中，pbt_buf指向要写入的寄存器值表，通常对应一个头文件，如ft5x06_firmware_1024_600.h。dw_len表示一次性要写入的寄存器的数量。

       byte_read函数用于批量读寄存器，其原型如下：

1. static FTS_BOOL byte_read(struct i2c_client * client, FTS_BYTE* pbt_buf, FTS_BYTE bt_len)
   
2. {
   
3.     return i2c_read_interface(client, FT5X06_I2C_ADDRESS, pbt_buf, bt_len);
   
4. }
   
5. static FTS_BOOL i2c_read_interface(struct i2c_client * client, FTS_BYTE bt_ctpm_addr, FTS_BYTE* pbt_buf, FTS_DWRD dw_lenth)
   
6. {
   
7.     int ret;
   
8. 
   
9.     ret = i2c_master_recv(client, pbt_buf, dw_lenth);//一次性读取多个寄存器
   
10. 
    
11.     if(ret<=0)
    
12.     {
    
13.         printk("[FTS]i2c_read_interface error\n");
    
14.         return FTS_FALSE;
    
15.     }
    
16. 
    
17.     return FTS_TRUE;
    
18. }

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       这里pbt_buf用于存储批量读取的寄存器值，bt_len表示一次性读取的寄存器数。

       通过本实例可以一句话总结出使用linux内核的I2C机制编写I2C设备驱动的方法，首先需要获取一个i2c_client结构体，再通过i2c_transfer函数读写寄存器，或通过i2c_master_send和i2c_master_recv函数批量读写寄存器。