紀大帥的奇妙旅程: 01/25/16

先快速check 一下你的i2c device有沒有連接上

先安裝必要的套件

sudo apt-get install python-smbus
sudo apt-get install i2c-tools

然後確定你的i2c port 有被打開

如果你 run的是 Raspiban ...請check

/etc/modprobe.d/raspi-blacklist.conf

並且把 blacklist i2c-bcm2708 這行給Mark

如果你用的os 是 Whzeezy 或是不同於 Occidentali...你還需要在 /etc/modules

裡面加入下列兩行

i2c-dev
i2c-bcm2708

輸入
sudo i2cdetect -y 1

就會得到下列這些資料

這是一個快速查詢你的i2c device有沒有連接上去....也check 腳位有沒有接錯

i2c 一些基本操作

Hipi::Device::I2C 提供和i2c 裝置溝通

你也可以動態的載入i2c device driver

modprobe i2c_bcm2708
modprobe i2c_dev

這樣的好處是不是root 的使用者也可以使用這個裝置...

/dev/i2c-1 是預設的device 裝置...使用的是 GPIO PAD1 pins.....
/dev/i2c-0 是使用 GPIO PAD5 pins
/dev/i2c-0 /dev/i2c-1

如果你想改變i2c 的baudrate..你可以用 modprobe 的時候來指定

modprobe i2c_bcm2708 baudrate=32000

然後你可以查看 /etc/modprobe.d ....你會看到有多了這一行

options i2c_bcm2708 baudrate=32000


bcm2835 i2c hw  

 下面這張圖是bcm2835 i2c 的主要register map...看得出來register 不多...大概只有七個


首先來看看i2c device driver ...連結如入


http://lxr.free-electrons.com/source/drivers/i2c/busses/i2c-bcm2835.c

首先來看看這幾行

static struct platform_driver bcm2835_i2c_driver = {
         .probe          = bcm2835_i2c_probe,
         .remove         = bcm2835_i2c_remove,
         .driver         = {
                 .name   = "i2c-bcm2835",
                 .of_match_table = bcm2835_i2c_of_match,
         },
 };
 module_platform_driver(bcm2835_i2c_driver);




建立了一個 名字為 bcm2835_i2c_driver 的 platform_drvier struct..



其中  probe ->  bcm2835_i2c_probe

remove ->  bcm2835_i2c_remove  

比較重要...



接下來先來看  bcm2835_i2c_remove



static int bcm2835_i2c_remove(struct platform_device *pdev)
 {
         struct bcm2835_i2c_dev *i2c_dev = platform_get_drvdata(pdev);
 
         free_irq(i2c_dev->irq, i2c_dev);
         i2c_del_adapter(&i2c_dev->adapter);
 
         return 0;
 }




最主要的就是把 irq給 release..... 然後把 i2c delete...



接下來再來看    bcm2835_i2c_probe



由於行數太多...我就不一一的貼出來....



i2c_dev = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*i2c_dev), GFP_KERNEL);




用google 查了一下  devm_kzalloc...他的意思如下



Memory allocated with this function is automatically freed on driver detach




     意思是說用這種function 配置出來的memory會被自動地釋放當device 拔除時...




   所以這行的意思是說...就是去要求一段核心的記憶體...其大小是  sizeof(*i2c_dev)




 接下來是




 platform_set_drvdata(pdev, i2c_dev);



把設備的相關信息放到設備結構裡，需要使用的時候可以方便的拿出來

大概就類似這樣

static inline void dev_set_drvdata(struct device *dev, void *data)
{
dev->driver_data = data;
}



接下來就是要求  i2c 的register base... 放在變數  i2c_dev->regs

i2c_dev->regs = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, mem);




i2c_dev->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
ret = of_property_read_u32(pdev->dev.of_node, "clock-frequency",
                                    &bus_clk_rate);



divider = DIV_ROUND_UP(clk_get_rate(i2c_dev->clk), bus_clk_rate);

接下來就是 寫入硬體的reg.....
bcm2835_i2c_writel(i2c_dev, BCM2835_I2C_DIV, divider);


從 bcm2835.c 可以查到
#define BCM2835_I2C_DIV         0x14
從HW 的datasheet來看....


就是把  Clock Divider的值存進去....
公式為  SCL = core clock/ CDIV
再來看  bcm2835_i2c_writel 的實作
static inline void bcm2835_i2c_writel(struct bcm2835_i2c_dev *i2c_dev,
                                       u32 reg, u32 val)
 {
         writel(val, i2c_dev->regs + reg);
 }

就是把 divider的值寫入到   BCM2835_I2C_DIV所指的register....
接下來就是去要irq.....
irq = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_IRQ, 0);

ret = request_irq(i2c_dev->irq, bcm2835_i2c_isr, IRQF_SHARED,
                           dev_name(&pdev->dev), i2c_dev);

當i2c 產生中斷時....會跳到  bcm2835_2ic_isr 的function 去執行
adap = &i2c_dev->adapter;
i2c_set_adapdata(adap, i2c_dev);

adap->algo = &bcm2835_i2c_algo;
static const struct i2c_algorithm bcm2835_i2c_algo = {
         .master_xfer    = bcm2835_i2c_xfer,
         .functionality  = bcm2835_i2c_func,
 };
跟系統告知說..當要執行  
master_xfer -> bcm2835_i2c_xfer
functionality -> bcm2835_i2c_func
bcm2835_i2c_writel(i2c_dev, BCM2835_I2C_C, 0);
#define BCM2835_I2C_C           0x0




其用意就是先全部disable....
ret = i2c_add_adapter(adap);
查了一下google....大概就是把adapter 加進去

   這些大概就是 i2c_probe 的 主要code....
接下來看當中斷發生時會處理甚麼事情 bcm2835_i2c_isr()
static irqreturn_t bcm2835_i2c_isr(int this_irq, void *data)
 {
         struct bcm2835_i2c_dev *i2c_dev = data;
         u32 val, err;
 
         val = bcm2835_i2c_readl(i2c_dev, BCM2835_I2C_S);
         val &= BCM2835_I2C_BITMSK_S;
         bcm2835_i2c_writel(i2c_dev, BCM2835_I2C_S, val);
 
         err = val & (BCM2835_I2C_S_CLKT | BCM2835_I2C_S_ERR);
         if (err) {
                 i2c_dev->msg_err = err;
                 complete(&i2c_dev->completion);
                 return IRQ_HANDLED;
         }
 
         if (val & BCM2835_I2C_S_RXD) {
                 bcm2835_drain_rxfifo(i2c_dev);
                 if (!(val & BCM2835_I2C_S_DONE))
                         return IRQ_HANDLED;
         }
 
         if (val & BCM2835_I2C_S_DONE) {
                if (i2c_dev->msg_buf_remaining)
                         i2c_dev->msg_err = BCM2835_I2C_S_LEN;
                 else
                         i2c_dev->msg_err = 0;
                 complete(&i2c_dev->completion);
                 return IRQ_HANDLED;
         }
 
         if (val & BCM2835_I2C_S_TXD) {
                 bcm2835_fill_txfifo(i2c_dev);
                 return IRQ_HANDLED;
        }
 
         return IRQ_NONE;
 }

第一步 先 check register BCM2835_I2C_S(0x4)
val = bcm2835_i2c_readl(i2c_dev, BCM2835_I2C_S);
         val &= BCM2835_I2C_BITMSK_S;
bcm2835_i2c_writel(i2c_dev, BCM2835_I2C_S, val);
把status 讀出來放在  val...接著把 Register BCM2835_I2C_S reset
   #define BCM2835_I2C_BITMSK_S    0x03FF








接下來就是check 各個 bit
val & BCM2835_I2C_S_RXD -> bcm2835_drain_rxfifo(i2c_dev);
val & BCM2835_I2C_S_TXD -> bcm2835_fill_txfifo(i2c_dev);

  val & (BCM2835_I2C_S_CLKT | BCM2835_I2C_S_ERR) -> error
  val & BCM2835_I2C_S_DONE -> complete(&i2c_dev->completion);
  
接下來看怎麼傳送資料 bcm2835_fill_txfifo()
static void bcm2835_fill_txfifo(struct bcm2835_i2c_dev *i2c_dev)
 {
         u32 val;
  
         while (i2c_dev->msg_buf_remaining) {
                 val = bcm2835_i2c_readl(i2c_dev, BCM2835_I2C_S);
                  if (!(val & BCM2835_I2C_S_TXD))
                          break;
                  bcm2835_i2c_writel(i2c_dev, BCM2835_I2C_FIFO,
                                     *i2c_dev->msg_buf);
                  i2c_dev->msg_buf++;
                  i2c_dev->msg_buf_remaining--;
          }
  }
 
  用一個while loop來check 要傳送的msg還有沒有....
   一開始先呼叫   bcm2835_i2c_readl(i2c_dev, BCM2835_I2C_S); 
   #define BCM2835_I2C_S           0x4
   #define BCM2835_I2C_S_TXD       BIT(4)
   然後取出  I2C_TXD 的bit  -> val & BCM2835_I2C_S_TXD
   從下圖的datasheet可以看出....bit 4 的意思是Fifo can accepts data
   0 -> fifo full....  1 -> FiFo has space to accept data
  









 bcm2835_i2c_writel(i2c_dev, BCM2835_I2C_FIFO,
                                     *i2c_dev->msg_buf);
#define BCM2835_I2C_FIFO        0x10
 
   然後就把資料寫到 BCM2835_I2C_FIFO register裡面
接下來看怎麼接收資料 bcm2835_drain_rxfifo()
static void bcm2835_drain_rxfifo(struct bcm2835_i2c_dev *i2c_dev)
 99 {
100         u32 val;
101 
102         while (i2c_dev->msg_buf_remaining) {
103                 val = bcm2835_i2c_readl(i2c_dev, BCM2835_I2C_S);
104                 if (!(val & BCM2835_I2C_S_RXD))
105                         break;
106                 *i2c_dev->msg_buf = bcm2835_i2c_readl(i2c_dev,
107                                                       BCM2835_I2C_FIFO);
108                 i2c_dev->msg_buf++;
109                 i2c_dev->msg_buf_remaining--;
110         }
111 }
     一樣是看i2c_dev-> msg_buf_remaining 的數值...
如果不為零...代表有值...去i2c register讀出來...
讀data之前...要先check  BCM2835_I2C_S_RXD
#define BCM2835_I2C_S_RXD       BIT(5)
0 -> fifo is empty....  1-> Fifo contains at least one byte...
然後read BCM2835_I2C_FIFO register....
去把data 讀出來...

接下來看function bcm2835_i2c_func()

static u32 bcm2835_i2c_func(struct i2c_adapter *adap)
 {
         return I2C_FUNC_I2C | I2C_FUNC_SMBUS_EMUL;
 }



   回傳系統預設得  I2C_FUNC_I2C 和  I2C_FUNC_SMBUS_EMUL
  

接下來看master_xfer bcm2835_i2c_xfer()

static int bcm2835_i2c_xfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg msgs[],
                             int num)
 {
         struct bcm2835_i2c_dev *i2c_dev = i2c_get_adapdata(adap);
         int i;
         int ret = 0;
 
         for (i = 0; i < num; i++) {
                 ret = bcm2835_i2c_xfer_msg(i2c_dev, &msgs[i]);
                 if (ret)
                         break;
         }
 
         return ret ?: i;
 }

 其實就是呼叫   bcm2835_i2c_xfer_msg 去check message...