【学习分享】全志平台TWI子系统源码分析（1）从设备树到寄存器

全志平台TWI子系统源码分析（1）从设备树到寄存器

前言
一、名词解释
二、从设备树入手看源码
总结

前言

这次开坑主要是想把全志平台TWI子系统在源码层面上彻底理清楚，由于篇幅较大，分成多次讲解。此篇基于T507 kernel-4.9内核，ARM64位操作系统。

一、名词解释

I2C
Inter-Integrated Circuit,用于CPU与外设通信的一种串行总线。
TWI
Normal Two Wire Interface,全志Sunxi平台中的I2C控制器名称。
I2C Adapter
I2C Core将所有I2C控制器称作I2C适配器，可以理解成控制器的软件名称。
I2C Client
指I2C从设备。
Smbus
System Management Bus,系统管理总线，SMBus是基于I2C协议的，要求更严格。SMBus是I2C协议的子集，通过它各设备之间以及设备与系统的其他部分之间可以互相通信。
从以上名词介绍来看，TWI是全志平台的I2C总线控制器。首先理解下，设备是不是都挂在总线上，那么I2C设备则是挂载在I2C总线上的。你要在全志平台上操作I2C设备，那是不是要遵循这颗芯片的规则？TWI跟其他平台的区别，归根结底就是寄存器配置的区别。基本概念需要了解下，才能更好的理解源码的意思。

二、从设备树入手看源码

1.TWI设备树

从设备树入手的原因是，对新手比较友好，简单易懂。Linux很多配置都是在设备树和宏控制上，真正需要修改的源码并不多，不是新手可以直接上手的。这也是为什么有些公司只需要招一个技术主管，其他人找些个刚毕业的小白搬砖就可以了。。。好了，废话不多说了，进入正题。
找一下twi的节点，以twi0为例：

路径：kernel\linux-4.9\arch\arm64\boot\dts\sunxi\sun50iw9p1.dtsi
		twi0: twi@0x05002000{
    
    
			#address-cells = <1>;
			#size-cells = <0>;
			compatible = "allwinner,sun50i-twi";
			device_type = "twi0";
			reg = <0x0 0x05002000 0x0 0x400>;
			interrupts = <GIC_SPI 6 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
			clocks = <&clk_twi0>;
			clock-frequency = <400000>;
			pinctrl-names = "default", "sleep";
			pinctrl-0 = <&twi0_pins_a>;
			pinctrl-1 = <&twi0_pins_b>;
			status = "disable";
		};

为了在I2C总线驱动代码中区分每一个TWI控制器，需要在Device Tree中的aliases节点中为每一个TWI节点指定别名。

	aliases: aliases {
    
    
		...
		twi0 = &twi0;
		...
		};

我们要操作的TWI0寄存器地址

reg = <0x0 0x05002000 0x0 0x400>;

这个寄存器地址从何而来？从T507规格书上可以查找到，Soc给TWI0分配了一块内存，用来存储TWI0的寄存器配置值。大小是0x400，刚好是1k。

在这里插入图片描述
这就是设备树存在的原因，可以更好的管理各个芯片的设备，对应到芯片真正操作的其实就是寄存器的操作。

2.TWI源码位置

要通过设备树去操作寄存器，那还是要通过代码的运行逻辑去实现的。
通过compatible关键字，Twi0总线设备可以匹配到相对应的设备驱动。

compatible = "allwinner,sun50i-twi";

匹配的过程是在平台总线上实现的，这就是有名的驱动–设备–总线模型。

对应驱动在kernel\linux-4.9\drivers\i2c\i2c-sunxi.c,关键字得到了匹配。

static const struct of_device_id sunxi_i2c_match[] = {
    
    
	{
    
     .compatible = "allwinner,sun8i-twi", },
	{
    
     .compatible = "allwinner,sun50i-twi", },
	{
    
    },
};

然后看同目录下的Makefile文件，要编译到此文件，需要打开宏控CONFIG_I2C_SUNXI

obj-$(CONFIG_I2C_SUNXI)		+= i2c-sunxi.o

如何打开这个宏呢？在路径linux4.9下执行如下命令

Make ARCH=arm64 menuconfig

在Device Drivers > I2C support > I2C Hardware Bus support中需要勾选SUNXI I2C controller，这部分一般是默认都已经支持的，但是我们要知道原理是怎么样的。
在这里插入图片描述

3.TWI总线相关寄存器

对应路径在kernel\linux-4.9\drivers\i2c\i2c-sunxi.h，定义了TWI的寄存器（截取了前三个）

/* TWI Register Offset */
#define TWI_ADDR_REG		(0x00)	/*  31:8bit reserved,7-1bit for slave addr,0 bit for GCE */
#define TWI_XADDR_REG		(0x04)	/*  31:8bit reserved,7-0bit for second addr in 10bit addr */
#define TWI_DATA_REG		(0x08)	/*  31:8bit reserved, 7-0bit send or receive data byte */

跟规格书也是可以一一对应起来的
在这里插入图片描述