是否需要像任何其他字符设备驱动程序一样实现 i2c 驱动程序？

Question

我是 Linux 设备驱动程序的菜鸟，所以请多多包涵。我正在尝试实现 i2c 驱动程序（客户端）。在我可以insmod、.probe 被调用的地方（因为设备树条目）并且在.probe 中我可以读/写设备。太好了。

但是，我需要能够启动从用户空间到驱动程序的读/写操作。为了做到这一点，i2c 驱动程序是否应该像任何其他 char 设备驱动程序一样设计？意味着有一个file_operations 结构，所以用户空间可以open、close、read、write 和ioctls？

我问是因为在我看到的所有 i2c 客户端示例中，没有人实现我提到的这些东西。我想知道他们是如何在没有设置 file_operations 结构的情况下从用户空间发起呼叫的。也许它是如此明显，没有人提到它，我不知道......我想知道是不是因为 i2c 被称为平台设备驱动程序它不需要这个？如果有人可以确认这将帮助我重新猜测自己。

如果你明白我在问什么，请忽略其余部分。如果您对我的问题感到困惑，这里是对我所问问题的更具体的解释：

我现在拥有的：

static int device_probe(struct i2c_client           *client,
                        const struct i2c_device_id  *id)
{
    struct device      *dev = &client->dev;
    struct device_data *data;

    /* Check the functionality of the i2c-adapter for smbus byte read/write */
    if (!i2c_check_functionality(client->adapter,
                                 I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA))
    {
        printk(KERN_ALERT "%s %d: device required i2c functionality is not supported\n", __func__, __LINE__);
        return -ENODEV;
    }

    /* Allocate memory to hold the device data
     * Using devm_kzalloc so do not have to worry about kfree */
    data = devm_kzalloc(dev, sizeof(struct device_data), GFP_KERNEL);
    if (dev == NULL)
    {
        printk(KERN_ALERT "%s %d: no memory\n", __func__, __LINE__);
        return -ENOMEM;
    }

    /* Record the pointer to current client */
    data->device_i2c_client = client;

    /* Set the client's data field to point to device-specific data struct */
    i2c_set_clientdata(client, data);

    /* Add the device-specific data struct to our collection of device client devices */
    device_data_tbl[id->driver_data] = data;

    /* Do a read, test the access */
    device_read();

    return 0;
}

static int device_remove(struct i2c_client *client)
{
    return 0;
}


int device_read(uint8_t             device_device_id,
                uint16_t const      dev_reg_addr,
                uint8_t *const      read_val)
{
    /* some read access */
}

static struct i2c_device_id device_idtable[] = {
    { "si5342",   0 },
    { },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, device_idtable);

static struct i2c_driver device_driver = {
  .driver = {
    .name = device_DRIVER_NAME,
        .owner  = THIS_MODULE
  },
  .id_table = device_idtable,
    .probe      = device_probe,
    .remove     = device_remove,
};

static int __init device_driver_init(void)
{
    return i2c_add_driver(&device_driver);
}
module_init(device_driver_init);


static void __exit device_driver_exit(void)
{
    return i2c_del_driver(&device_driver);
}
module_exit(device_driver_exit);

想知道是否需要添加以下元素

static struct file_operations oxdrv_fops =
{
    .owner   = THIS_MODULE,
    .release = device_release,
    .open    = device_open,
    .unlocked_ioctl = device_ioctl
};

/* Associated function definitions: device_open, device_ioctl, etc */

alloc_chrdev_region();
cdev_init();

Answer 1

我想我现在通过@Alexandre Belloni 的评论和阅读这组演示幻灯片：http://free-electrons.com/doc/training/linux-kernel/linux-kernel-slides.pdf 更好地理解了设备驱动程序模型。相关幻灯片从第 221 页到第 236 页。

有 3 种类型的设备驱动程序：

1. 字符
2. 网络
3. 阻止

但是，有一些特定的“框架”作为字符设备驱动程序的子类存在，它实现了相同类型设备的驱动程序的公共部分。

例如，主板上用于硬件监控的温度传感器将在 hwmon 框架 (https://www.kernel.org/doc/Documentation/hwmon/hwmon-kernel-api.txt) 下注册。您将实现 i2c probe、read、write 功能，但无需使用 file_operations struct 将其塑造成字符设备，您只需将其注册为 hwmon 设备：hwmon_device_register_with_groups()。要暴露给用户空间，您需要使用attributes 构建您的/sys/class/hwmon/hwmon* 目录，其中包含您想要的公开读/写命令列表（例如：从通道1 读取临时，写入限制临时寄存器）。

构建内核时，请在make menuconfig 中选择您的设备，以便使用内核构建它。有了这个，一旦你启动内核，设备将出现在/sys/class/hwmon/hwmon*下，然后用户空间可以通过sysfs接口从设备上@9​​87654334@和read。 在此处查看一个很好的示例：http://lxr.free-electrons.com/source/drivers/hwmon/tmp421.c。或 hwmon 目录中的任何设备。

这就是我的困惑所在。正如@Alexandre Belloni 指出的那样，这些设备是在框架下注册的，因此不需要显式的字符设备驱动程序代码。对我来说情况并非如此，我认为我正在做的设备（时钟 PLL）没有合适的框架。因此，我需要走一般路线并作为字符设备实现。这也将允许我作为模块加载/卸载，而不是在内核启动期间自动加载。

请随时纠正我犯的任何错误。我希望这对其他对编写 i2c 客户端感到困惑的人有所帮助。