I2C
概述
I2C（Inter Integrated Circuit）总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线，在HDF框架中，I2C模块接口适配模式采用统一服务模式，这需要一个设备服务来作为I2C模块的管理器，统一处理外部访问，这会在配置文件中有所体现。统一服务模式适合于同类型设备对象较多的情况，如I2C可能同时具备十几个控制器，采用独立服务模式需要配置更多的设备节点，且服务会占据内存资源。
接口说明
I2cMethod和I2cLockMethod定义：
struct I2cMethod {
int32_t (*transfer)(struct I2cCntlr *cntlr, struct I2cMsg *msgs, int16_t count);
};
struct I2cLockMethod {//锁机制操作结构体
int32_t (*lock)(struct I2cCntlr *cntlr);//加锁
void (*unlock)(struct I2cCntlr *cntlr); //解锁
};
表 1 I2cMethod结构体成员的回调函数功能说明
开发步骤
I2C模块适配的三个环节是配置属性文件，实例化驱动入口，以及实例化核心层接口函数。
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实例化驱动入口：
- 实例化HdfDriverEntry结构体成员。
- 调用HDF_INIT将HdfDriverEntry实例化对象注册到HDF框架中。
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配置属性文件：
- 在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。
- 【可选】添加i2c_config.hcs器件属性文件。
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实例化I2C控制器对象：
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初始化I2cCntlr成员。
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实例化I2cCntlr成员I2cMethod和I2cLockMethod。
说明：
实例化I2cCntlr成员I2cMethod和I2cLockMethod，详见接口说明。
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驱动调试：
【可选】针对新增驱动程序，建议验证驱动基本功能，例如挂载后的信息反馈，消息传输的成功与否等。
开发实例
下方将以i2c_hi35xx.c为示例，展示需要厂商提供哪些内容来完整实现设备功能。
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驱动开发首先需要实例化驱动入口，驱动入口必须为HdfDriverEntry（在 hdf_device_desc.h 中定义）类型的全局变量，且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架会将所有加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总，形成一个类似数组的段地址空间，方便上层调用。
一般在加载驱动时HDF会先调用Bind函数，再调用Init函数加载该驱动。当Init调用异常时，HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。
I2C驱动入口参考：
I2C模块这种类型的控制器会出现很多个设备挂接的情况，因而在HDF框架中首先会为这类型的设备创建一个管理器对象，并同时对外发布一个管理器服务来统一处理外部访问。这样，用户需要打开某个设备时，会先获取到管理器服务，然后管理器服务根据用户指定参数查找到指定设备。
I2C管理器服务的驱动由核心层实现，厂商不需要关注这部分内容的实现，这个但在实现Init函数的时候需要调用核心层的I2cCntlrAdd函数，它会实现相应功能。
struct HdfDriverEntry g_i2cDriverEntry = { .moduleVersion = 1, .Init = Hi35xxI2cInit, .Release = Hi35xxI2cRelease, .moduleName = "hi35xx_i2c_driver",//【必要且与config.hcs文件里面匹配】 }; HDF_INIT(g_i2cDriverEntry); //调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中 //核心层i2c_core.c 管理器服务的驱动入口 struct HdfDriverEntry g_i2cManagerEntry = { .moduleVersion = 1, .Bind = I2cManagerBind, .Init = I2cManagerInit, .Release = I2cManagerRelease, .moduleName = "HDF_PLATFORM_I2C_MANAGER",//这与device_info文件中device0对应 }; HDF_INIT(g_i2cManagerEntry); -
完成驱动入口注册之后，下一步请在device_info.hcs文件中添加deviceNode信息，并在i2c_config.hcs中配置器件属性。deviceNode信息与驱动入口注册相关，器件属性值对于厂商驱动的实现以及核心层I2cCntlr相关成员的默认值或限制范围有密切关系。
统一服务模式的特点是device_info文件中第一个设备节点必须为I2C管理器，其各项参数必须如表2设置：
表 2 统一服务模式的特点
从第二个节点开始配置具体I2C控制器信息，此节点并不表示某一路I2C控制器，而是代表一个资源性质设备，用于描述一类I2C控制器的信息。多个控制器之间相互区分的参数是busID和reg_pbase，这在i2c_config文件中有所体现。
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device_info.hcs 配置参考。
root { device_info { match_attr = "hdf_manager"; device_i2c :: device { device0 :: deviceNode { policy = 2; priority = 50; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_I2C_MANAGER"; serviceName = "HDF_PLATFORM_I2C_MANAGER"; deviceMatchAttr = "hdf_platform_i2c_manager"; } device1 :: deviceNode { policy = 0; // 等于0，不需要发布服务 priority = 55; // 驱动启动优先级 permission = 0644; // 驱动创建设备节点权限 moduleName = "hi35xx_i2c_driver"; //【必要】用于指定驱动名称，需要与期望的驱动Entry中的moduleName一致； serviceName = "HI35XX_I2C_DRIVER"; //【必要】驱动对外发布服务的名称，必须唯一 deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_i2c";//【必要】用于配置控制器私有数据，要与i2c_config.hcs中对应控制器保持一致 // 具体的控制器信息在 i2c_config.hcs 中 } } } } -
i2c_config.hcs 配置参考。
root { platform { i2c_config { match_attr = "hisilicon_hi35xx_i2c";//【必要】需要和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致 template i2c_controller { //模板公共参数，继承该模板的节点如果使用模板中的默认值，则节点字段可以缺省 bus = 0; //【必要】i2c 识别号 reg_pbase = 0x120b0000; //【必要】物理基地址 reg_size = 0xd1; //【必要】寄存器位宽 irq = 0; //【可选】根据厂商需要来使用 freq = 400000; //【可选】根据厂商需要来使用 clk = 50000000; //【可选】根据厂商需要来使用 } controller_0x120b0000 :: i2c_controller { bus = 0; } controller_0x120b1000 :: i2c_controller { bus = 1; reg_pbase = 0x120b1000; } ... } } }
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完成驱动入口注册之后，最后一步就是以核心层I2cCntlr对象的初始化为核心，包括厂商自定义结构体（传递参数和数据），实例化I2cCntlr成员I2cMethod（让用户可以通过接口来调用驱动底层函数），实现HdfDriverEntry成员函数（Bind，Init，Release）。
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自定义结构体参考
从驱动的角度看，自定义结构体是参数和数据的载体，而且i2c_config.hcs文件中的数值会被HDF读入通过DeviceResourceIface来初始化结构体成员，其中一些重要数值也会传递给核心层I2cCntlr对象，例如设备号、总线号等。
// 厂商自定义功能结构体 struct Hi35xxI2cCntlr { struct I2cCntlr cntlr; //【必要】是核心层控制对象，具体描述见下面 OsalSpinlock spin; //【必要】厂商需要基于此锁变量对各个 i2c 操作函数实现对应的加锁解锁 volatile unsigned char *regBase; //【必要】寄存器基地址 uint16_t regSize; //【必要】寄存器位宽 int16_t bus; //【必要】i2c_config.hcs 文件中可读取具体值 uint32_t clk; //【可选】厂商自定义 uint32_t freq; //【可选】厂商自定义 uint32_t irq; //【可选】厂商自定义 uint32_t regBasePhy; //【必要】寄存器物理基地址 }; // I2cCntlr是核心层控制器结构体，其中的成员在Init函数中会被赋值 struct I2cCntlr { struct OsalMutex lock; void *owner; int16_t busId; void *priv; const struct I2cMethod *ops; const struct I2cLockMethod *lockOps; }; -
I2cCntlr成员回调函数结构体I2cMethod的实例化，和锁机制回调函数结构体I2cLockMethod实例化,其他成员在Init函数中初始化。
// i2c_hi35xx.c 中的示例 static const struct I2cMethod g_method = { .transfer = Hi35xxI2cTransfer, }; static const struct I2cLockMethod g_lockOps = { .lock = Hi35xxI2cLock, //加锁函数 .unlock = Hi35xxI2cUnlock,//解锁函数 }; -
init函数参考
入参：
HdfDeviceObject 是整个驱动对外暴露的接口参数，具备 HCS 配置文件的信息。
返回值：
HDF_STATUS相关状态 （下表为部分展示，如需使用其他状态，可见//drivers/framework/include/utils/hdf_base.h中HDF_STATUS 定义）。
表 3 init函数入参及返回值参考
函数说明：
初始化自定义结构体对象，初始化I2cCntlr成员，调用核心层I2cCntlrAdd函数，【可选】接入VFS。
static int32_t Hi35xxI2cInit(struct HdfDeviceObject *device) { ... //遍历、解析 i2c_config.hcs 中的所有配置节点，并分别进行初始化，需要调用Hi35xxI2cParseAndInit函数 DEV_RES_NODE_FOR_EACH_CHILD_NODE(device->property, childNode) { ret = Hi35xxI2cParseAndInit(device, childNode);//函数定义见下 ... } ... } static int32_t Hi35xxI2cParseAndInit(struct HdfDeviceObject *device, const struct DeviceResourceNode *node) { struct Hi35xxI2cCntlr *hi35xx = NULL; ... hi35xx = (struct Hi35xxI2cCntlr *)OsalMemCalloc(sizeof(*hi35xx)); // 内存分配 ... hi35xx->regBase = OsalIoRemap(hi35xx->regBasePhy, hi35xx->regSize); // 地址映射 ... Hi35xxI2cCntlrInit(hi35xx); // 【必要】i2c设备的初始化 hi35xx->cntlr.priv = (void *)node; //【必要】存储设备属性 hi35xx->cntlr.busId = hi35xx->bus; //【必要】初始化I2cCntlr成员busId hi35xx->cntlr.ops = &g_method; //【必要】I2cMethod的实例化对象的挂载 hi35xx->cntlr.lockOps = &g_lockOps; //【必要】I2cLockMethod的实例化对象的挂载 (void)OsalSpinInit(&hi35xx->spin); //【必要】锁的初始化 ret = I2cCntlrAdd(&hi35xx->cntlr); //【必要】调用此函数填充核心层结构体，返回成功信号后驱动才完全接入平台核心层 ... #ifdef USER_VFS_SUPPORT (void)I2cAddVfsById(hi35xx->cntlr.busId);//【可选】若支持用户级的虚拟文件系统，则接入 #endif return HDF_SUCCESS; __ERR__: //不成功的话，需要反向执行初始化相关函数 if (hi35xx != NULL) { if (hi35xx->regBase != NULL) { OsalIoUnmap((void *)hi35xx->regBase); hi35xx->regBase = NULL; } OsalMemFree(hi35xx); hi35xx = NULL; } return ret; } -
Release 函数参考
入参：
HdfDeviceObject 是整个驱动对外暴露的接口参数，具备 HCS 配置文件的信息。
返回值：
无。
函数说明：
释放内存和删除控制器，该函数需要在驱动入口结构体中赋值给 Release 接口， 当HDF框架调用Init函数初始化驱动失败时，可以调用 Release 释放驱动资源。
static void Hi35xxI2cRelease(struct HdfDeviceObject *device) { ... //与Hi35xxI2cInit一样，需要将对每个节点分别进行释放 DEV_RES_NODE_FOR_EACH_CHILD_NODE(device->property, childNode) { Hi35xxI2cRemoveByNode(childNode);//函数定义见下 } } static void Hi35xxI2cRemoveByNode(const struct DeviceResourceNode *node) { ... //【必要】可以调用 I2cCntlrGet 函数通过设备的 busid 获取 I2cCntlr 对象， 以及调用 I2cCntlrRemove 函数来释放 I2cCntlr 对象的内容 cntlr = I2cCntlrGet(bus); if (cntlr != NULL && cntlr->priv == node) { ... I2cCntlrRemove(cntlr); //【必要】解除地址映射，锁和内存的释放 hi35xx = (struct Hi35xxI2cCntlr *)cntlr; OsalIoUnmap((void *)hi35xx->regBase); (void)OsalSpinDestroy(&hi35xx->spin); OsalMemFree(hi35xx); } return; }
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