Linux I2C Watchdog驱动开发调试_i2c驱动开发mcu

本章以Jetson AGX Orin为例讲解I2C watchdog驱动程序的编程，主要分为以下三个部分。

硬件原理图

Block Diagram

SOC端的#pin脚定义

MCU端#pin脚定义

Linux下的I2C驱动框架

上图描述了linux I2C驱动框架，体系结构在linux中实现相当复杂。如何编写一个linux驱动程序呢？所谓Linux驱动个人认为主要是起承上启下的作用，对上提供接口API给内核，再由内核间接将接口提供给应用层，比如应用层访问/dev/watchdogX文件等；对下控制硬件设备。具体实现的流程套路如下：

1. 确定驱动结构：根据硬件设计结合分层/分离思想确定驱动的基本结构。

2. 确定驱动实例：驱动定义，初始化，注册，注销。

3. 向上提供接口：实现i2c设备的i2c_driver接口以及i2c设备对应的watchdog驱动

4. 向下控制硬件：根据寄存器配置方式实现控制逻辑。

具体代码分析

驱动大致流程：

1) 加载驱动(int函数)

2) 添加i2c驱动

3) 匹配目标硬件设备

4) 探测probe函数

5) 注册watchdog设备

6) 实现watchdog操作集(start,stop,set_timeout等)

7) 注销watchdog设备

8) 卸载驱动

i2c_driver: 代表的一个i2c设备驱动，类似于platform_driver，在i2c_driver注册到内核且名称与设备树匹配一致就会进入到probe函数，驱动卸载时要进入remove函数。所以编写驱动需要将probe，remove和用于匹配硬件的driver进行填充。

struct i2c_driver mcu_watchdog_driver = {
    .driver = {
                .name   = "I2C MCU Watchdog",
                .owner = THIS_MODULE,
                .of_match_table = advwdt_dt_ids,
    },
    .probe = i2c_wtd_probe,
    .remove = i2c_wtd_remove,
    .id_table = advwdt_id,
 
};
 
static int __init watchdog_driver_init(void)
{
    return i2c_add_driver(&mcu_watchdog_driver);
}

of_match_table：用于匹配设备树信息，匹配的顺序of_match_table> acpi_match_table> id_table>name。

static const struct of_device_id advwdt_dt_ids[] = {
        {.compatible = "stm,i2c-watchdog"},
        {}
};

设备树：添加硬件信息，slave地址等

 hdr40_i2c1: i2c@c250000 {
                i2cmcu@58 {
                     compatible = "stm,i2c-watchdog";
                     reg = <0x58>;
                     #address-cells = <1>;
                     #size-cells = <0>;
                     skip_mux_detect = "yes";
                     vcc-supply = <&p3737_vdd_1v8_sys>;
                };
        };

i2c_client：描述挂接在硬件i2c总线上的设备的设备信息，即i2c设备的设备对象。

watchdog_device: watchdog子系统提供了一系列操作，不需要用户再次编写，只需要向相应的结构体填写设备信息。

主要函数：注册，注销。

extern int watchdog_register_device(struct watchdog_device *);
extern void watchdog_unregister_device(struct watchdog_device *);

自定义驱动私有数据结构体。

struct mcu_wtd_data {
        struct watchdog_device wdd;
        struct i2c_client *client;
};

实现探测probe函数。

static int i2c_wtd_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
        struct mcu_wtd_data *wd_data;
        int ret = 0;
 
        if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA))
                return -ENODEV;
 
        wd_data = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(struct mcu_wtd_data), GFP_KERNEL);
        if (!wd_data)
                return -ENOMEM;
 
        wd_data->client = client;
        watchdog_set_drvdata(&wd_data->wdd, wd_data);
        i2c_set_clientdata(client, wd_data);
 
        wd_data->wdd.info = &jetson_mcu_watchdog_info;
        wd_data->wdd.ops = &jetson_mcu_watchdog_ops;
        wd_data->wdd.max_timeout = MAX_TIMEOUT;
        wd_data->wdd.min_timeout = MIN_TIMEOUT;
        wd_data->wdd.timeout = DEFAULT_TIMEOUT;
        wd_data->wdd.parent = &client->dev;
 
        ret = watchdog_register_device(&wd_data->wdd);
        if (ret) {
                dev_err(&client->dev, "failed to register watchdog device\n");
                return ret;
        }
        return 0;
}

定义watchdog_ops操作函数。

static const struct watchdog_ops jetson_mcu_watchdog_ops = {
        .owner = THIS_MODULE,
        .start = jetson_mcu_watchdog_start,
        .stop = jetson_mcu_watchdog_stop,
        //.ping = jetson_mcu_watchdog_ping,
        .set_timeout = jetson_mcu_watchdog_set_timeout,
};

实现start，stop，set_timeout函数等。

static int jetson_mcu_watchdog_start(struct watchdog_device *wdd)
{
        struct mcu_wtd_data *wd_data = watchdog_get_drvdata(wdd);
        int ret = 0;
 
        ret = i2c_smbus_write_byte_data(wd_data->client, WATCHDOG_CONTROL_REG, WATCHDOG_ENABLE);
        if (ret < 0) {
                dev_err(&wd_data->client->dev, "failed to start watchdog: %d\n", ret);
                return ret;
        }
        return 0;
}
 
static int jetson_mcu_watchdog_stop(struct watchdog_device *wdd)
{
        struct mcu_wtd_data *wd_data = watchdog_get_drvdata(wdd);
        int ret = 0;
 
        ret = i2c_smbus_write_byte_data(wd_data->client, WATCHDOG_CONTROL_REG, WATCHDOG_DISABLE);
        if (ret < 0) {
                dev_err(&wd_data->client->dev, "failed to stop watchdog: %d\n", ret);
                return ret;
        }
        return 0;
}

注销watchdog函数

static int i2c_wtd_remove(struct i2c_client *client)
{
        struct mcu_wtd_data *wd_data = i2c_get_clientdata(client);
 
        watchdog_unregister_device(&wd_data->wdd);
 
        return 0;
}

驱动卸载函数

static void __exit watchdog_driver_exit(void)
{
        i2c_del_driver(&mcu_watchdog_driver);
}

至此，我们的i2c watchdog驱动开发流程已经完毕，接下来就是通过用户层程序使用ioctl()进行访问/dev/watchdog节点来调试。

参考链接：

https://blog.csdn.net/changqing1990/article/details/127511793?spm=1001.2014.3001.5502

https://www.kernel.org/doc/Documentation/watchdog/watchdog-kernel-api.txt