Linux下IIC驱动编写（驱动adxl345传感器）

基于IMX6ULL Mini开发板，硬件连接：SCL->43, SDA->42，CS->3.3V INT1->7

一、搭建基础框架

1、设置私有数据client，linux/i2c.h下其结构体为

struct    i2c_client {unsigned short flags;  /* 标志 */unsigned short addr;    /* 芯片地址，7 位，存在低 7 位*/char name[I2C_NAME_SIZE]; /* 名字 */struct i2c_adapter *adapter;   /* 对应的 I2C 适配器 */struct device dev; /* 设备结构体 */int irq; /* 中断 */struct list_head detected;};

struct adxl345_drvdata{//set private datastruct i2c_client *client;struct timer_list timer;//timerstruct work_struct wq;//work queue
};

修改设备树

2、编写probe与remove函数

static int adxl345_probe(struct i2c_client* client,const struct i2c_device_id* id)
{int ret = 0;struct adxl345_drvdata *ddata;printk("%s called\n",__func__);//malloc memoryddata = (struct adxl345_drvdata*)kzalloc(sizeof(struct adxl345_drvdata),GFP_KERNEL);if(!ddata){printk(KERN_ERR"failed to malloc for driver data\n");ret = -ENOMEM;goto ERR_MALLOC_DRVDATA;}ddata->client = client;//set client as private data for transmit ddata to other functionsi2c_set_clientdata(client,ddata);return 0;ERR_MALLOC_DRVDATA:return ret;
}static int adxl345_remove(struct i2c_client *client)
{struct adxl345_drvdata *ddata = i2c_get_clientdata(client);printk("%s called\n",__func__);kfree(ddata);ddata=NULL;return 0;
}

3、编写i2c的设备驱动，其成员与一般的platform略微不同，需要查看源码定义

static struct i2c_device_id adxl345_id[]={{"adxl345",0},{},
};MODULE_DEVICE_TABLE(i2c,adxl345_id);static struct i2c_driver adxl345_driver={.probe = adxl345_probe,.remove = adxl345_remove,.driver = {.name = "adxl345",.owner = THIS_MODULE,},.id_table = adxl345_id,
};

4、编写加载、卸载函数

调用了i2c_add_driver和i2c_del_driver函数

static int __init adxl345_init(void)
{printk("%s called\n",__func__);return i2c_add_driver(&adxl345_driver);}static void __exit adxl345_exit(void)
{   printk("%s called\n",__func__);i2c_del_driver(&adxl345_driver);
}

驱动框架总体与platform相似，但又有所不同，需要多查看源码。

二、设置调试接口

待续。。。

三、ADXL345测试

3.1定时器接收数据

①向DATA_FORMAT 数据格式寄存器0X31写入0X2B。FULL_RES位值设置为1，该器件为全分辨率模式。Justify位设置为0，选择右对齐模式，并带有符号扩展功能。Range位设置为11设置±16g。

②向BW_RATE 数据速率及功率模式控制寄存器0X2C写入0A，设置转换为100Hz的输出数据速率。

③向POWER_CTL 省电特性控制寄存器0X2D写入0X28，将有使能活动和静止功能的链接位设置为1，延迟活动功能开始，直到检测到静止。检测到活动后，静止检测开始，活动检测停止。测量位设置为1，置于测

量模式。

④向INT_ENABLE中断使能控制寄存器0X2E写入0X00关闭中断。

⑤将X，Y,Z轴偏移寄存器设置为0，

⑥设置定时器，每秒读取三轴数据。

init_timer(&ddata->timer);
ddata->timer.function=adxl345_timer_func;
ddata->timer.expires=jiffies+HZ;
ddata->timer.data=(unsigned long)ddata;
add_timer(&ddata->timer);

定时器内读取数据

low_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAX0_REG);
high_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAX1_REG);
x_data = high_data<<8 | low_data;low_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAY0_REG);
high_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAY1_REG);
y_data = high_data<<8 | low_data;low_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAZ0_REG);
high_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAZ1_REG);
z_data = high_data<<8 | low_data;printk("x_data=%d,y_data=%d,z_data=%d \n",x_data,y_data,z_data);

此时出现bug

查资料发现，在定时器中调用i2c_transfer或者i2c_smbus_read_byte将会导致内核崩溃。i2c_transfer或者i2c_smbus_read_byte都会进行schedule，也就是任务切换，但是若在非进程上下文环境中schedule那么也就必然会导致内核崩溃。

解决方法：使用工作队列

struct work_struct wq;INIT_WORK(&ddata->wq,adxl345_workqueue_func);

在定时器中断函数调度工作队列

static void adxl345_timer_func(unsigned long data)
{struct adxl345_drvdata* ddata = (struct adxl345_drvdata*)data;schedule_work(&ddata->wq);mod_timer(&ddata->timer,jiffies+HZ);
}

在工作队列函数读取角度打印。成功测试读取三轴数据。

精妙之处：container_of

工作队列函数如下

void adxl345_workqueue_func(struct work_struct *work)
{struct adxl345_drvdata* ddata = container_of(work,struct adxl345_drvdata,wq);int16_t x_data=0,y_data=0,z_data=0;uint8_t high_data,low_data;low_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAX0_REG);high_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAX1_REG);x_data = high_data<<8 | low_data;low_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAY0_REG);high_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAY1_REG);y_data = high_data<<8 | low_data;low_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAZ0_REG);high_data = i2c_smbus_read_byte_data(ddata->client,ADXL345_DATAZ1_REG);z_data = high_data<<8 | low_data;printk("x_data=%d,y_data=%d,z_data=%d \n",x_data,y_data,z_data);
}

i2c_smbus_read_byte_data需要用到结构体adxl345_drvdata下的i2c_client。

于是使用container_of函数：container_of用来根据成员变量查找所在基结构体的地址，，其宏定义如下

#define container_of(ptr, type, member) ({                      \const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);    \(type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
ptr    : 成员变量的地址
type   : 要查找基结构体的变量类型
member ： 成员变量名字

传入参数即可找到ddata的地址从而得到client。

3.2中断接收数据

在3.1的基础上修改内容

初始化adxl345寄存器配置

向INT_ENABLE中断使能控制寄存器0X2E写入0X00关闭中断。

向DATA_FORMAT 数据格式寄存器0X31写入0X0B。INT_INVERT位值为0，设置中断至高电平有效。

向BW_RATE 数据速率及功率模式控制寄存器0X2C写入0A，设置转换为100Hz的输出数据速率。

向POWER_CTL 省电特性控制寄存器0X2D写入0X28，将有使能活动和静止功能的链接位设置为1，延迟活动功能开始，直到检测到静止。检测到活动后，静止检测开始，活动检测停止。测量位设置为1，置于测量模式。

向INT_MAP 中断映射控制寄存器0X2F写入0X00，映射到INT1引脚

向INT_ENABLE中断使能控制寄存器0X2E写入0X80使能data ready中断。

中断调用报错i2c_smbus_read_byte_data，中断调度工作队列和tasklet仍然报错

查资料与源码发现i2c_smbus_read_byte_data函数内部使用mutex，而mutex 可以导致休眠，因此不能在中断中使用 mutex，中断中只能使用自旋锁。

未解决。

3.22解决中断报错问题

重写读取ic函数：

@description : 读取 I2C 设备多个寄存器数据@param – client : I2C client结构体@param – reg : 要读取的寄存器首地址@param – val : 读取到的数据@param – len : 要读取的数据长度@return : 操作结果static int adxl345_read_regs(struct i2c_client *client,u8 reg,void *val,int len)
{int ret;struct i2c_msg m[2];m[0].addr = ADXL345_ADDR;m[0].flags = 0;m[0].buf = &reg;m[0].len = 1;m[1].addr = ADXL345_ADDR;m[1].flags = I2C_M_RD;m[1].buf = val;m[1].len = len;ret = i2c_transfer(client->adapter,m,2);if(ret==2){ret = 0;}else{ret = -ENOMEM;}return ret;}

添加工作队列，在中断底半部执行该函数，最后成功获取数据。

m[0].len = 1;m[1].addr = ADXL345_ADDR;
m[1].flags = I2C_M_RD;
m[1].buf = val;
m[1].len = len;ret = i2c_transfer(client->adapter,m,2);
if(ret==2){ret = 0;
}
else{ret = -ENOMEM;
}
return ret;

}


添加工作队列，在中断底半部执行该函数，最后成功获取数据。![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/403d367859a5492abf09d1c1e5c463f4.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBASmF5QHpoZW4=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)