linux之I2C解析-------OK6410（二）

小鱼儿 2022-06-09 09:21 170阅读 0赞

# 2  I2C子系统 #

**2.1 LinuxI2C子系统架构**

在内核中已经提供I2C子系统，所以在做I2C驱动之前，就必须要熟悉该子系统。

![0_1321444681AG9a.gif][]

**2.2 三大组成部分**

1、I2C核心(i2c-core)

I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法(algorithm)上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。

2、I2C总线驱动(I2Cadapter/Algo driver)

I2C总线驱动是I2C适配器的软件实现，提供I2C适配器与从设备间完成数据通信的能力。

I2C总线驱动由i2c\_adapter和i2c\_algorithm来描述

3、I2C客户驱动程序(I2Cclient driver)

I2C客户驱动是对I2C从设备的软件实现，一个具体的I2C客户驱动包括两个部分：一部分是i2c\_driver，用于将设备挂接于i2c总线；另一部分是设备本身的驱动。

I2C客户驱动程序由i2c\_driver和i2c\_client来描述

**2.3 所有的I2C驱动代码位于drivers/i2c目录下**

I2c-core.c    实现I2C核心的功能

I2c-dev.c     通用的从设备驱动

Chips       特定的I2C设备驱动

Busses      I2C适配器的驱动

Algos       实现了一些I2C总线适配器的algorithm

**2.4 I2C驱动编写的两种方法**

从上面的图我们可以看到两种编写驱动方法，一种是利用系统提供的i2c-dev.c来实现一个i2c适配器的设备文件，然后通过在应用层操作I2C适配器来控制I2C设备；另一种是为I2C从设备独立编写一个设备驱动，不需要i2c-dev.c文件。

**2.5 重要的数据结构**

每次分析子系统免不了分析它的数据结构，OK我们先来分析一下。

**I2c\_adapter结构体代表I2C总线控制器**

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  struct i2c\_adapter \{  
2.     struct module \*owner;  
3.     unsigned int class;       /\*classes to allow probing for \*/  
4.      const struct i2c\_algorithm\*algo; /\* 总线上数据传输的算法\*/  
5.     void \*algo\_data;              /\* algorithm 数据 \*/  
6.     
7.     int timeout;            /\* injiffies \*/  
8.     int retries;             /\* 重试次数 \*/  
9.      struct device dev;      /\* the adapter device \*/  
10.    
11.    int nr;  
12.    char name\[48\];                 /\* 适配器名字 \*/  
13.    struct completion dev\_released;   /\* 用于同步 \*/  
14. \};

**I2c\_algorithm对应一套通信方法**

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  struct i2c\_algorithm \{  
2.      int (\*master\_xfer)(struct i2c\_adapter \*adap, struct i2c\_msg \*msgs, intnum);  
3.     int (\*smbus\_xfer) (struct i2c\_adapter \*adap, u16 addr,  
4.                 unsigned short flags, charread\_write,  
5.                 u8 command, int size, unioni2c\_smbus\_data \*data);  
6.      u32 (\*functionality) (structi2c\_adapter \*);  
7.  \};

Functionality 函数用于返回algorithm所支持的通信协议，比如I2C\_FUNC\_I2C,I2C\_FUNC\_10BIT\_ADDR等。

Master\_xfer   函数实现总线上数据传输，与具体的适配器有关

**Master\_xfer函数实现模板**

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  static int i2c\_adapter\_xxx\_xfer(structi2c\_adapter \*adap, struct i2c\_msg \*msgs, int num)  
2.  \{  
3.     ......  
4.     for (i = 0; i < num; i++) \{  
5.         i2c\_adapter\_xxx\_start();         /\*产生起始位\*/  
6.         if (msgs\[i\]->flags & I2C\_M\_RD) \{    /\*读取\*/  
7.             i2c\_adapter\_xxx\_setaddr((msg->addr << 1) | 1);  /\*发送从设备地址\*/  
8.             i2c\_adapter\_xxx\_wait\_ack();   /\*获得从设备的ACK\*/  
9.  i2c\_adapter\_xxx\_readbytes(msgs\[i\]->buf,msgs\[i\]->len);  /\*读取len长度的数据到buf中\*/  
10.        \} else \{  
11.            i2c\_adapter\_xxx\_setaddr(msg->addr << 1);  
12.            i2c\_adapter\_xxx\_wait\_ack();  
13.            i2c\_adapter\_xxx\_writebytes(msgs\[i\]->buf, msgs\[i\]->len);  
14.        \}  
15.     \}  
16.    i2c\_adapter\_xxx\_stop(); /\*产生停止位\*/  
17. \}

上面调用的函数用于完成适配器的底层硬件操作，与I2C适配器和CPU的具体硬件直接相关，需要由工程师根据芯片的数据手册来实现。在内核源码中，针对不同的I2C适配器都有master\_xfer的实现，风格与模板不尽相同，但是可以用该模板作为参考来看源代码，受益匪浅。

**I2c\_driver代表I2C从设备驱动**

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  struct i2c\_driver \{  
2.           unsignedint class;  
3.     
4.           int(\*attach\_adapter)(struct i2c\_adapter \*) \_\_deprecated; /\*依附i2c适配器函数指针\*/  
5.           int(\*detach\_adapter)(struct i2c\_adapter \*) \_\_deprecated;/\*脱离i2c适配器函数指针\*/  
6.     
7.           int (\*probe)(struct i2c\_client\*, const struct i2c\_device\_id \*);  
8.           int (\*remove)(struct i2c\_client\*);  
9.     
10.          int(\*suspend)(struct i2c\_client \*, pm\_message\_t mesg);  
11.          int(\*resume)(struct i2c\_client \*);  
12.          void(\*alert)(struct i2c\_client \*, unsigned int data);  
13.          int(\*command)(struct i2c\_client \*client, unsigned int cmd, void \*arg);  
14.    
15.          struct device\_driver driver;  
16.          const struct i2c\_device\_id\*id\_table;  /\* 该驱动所支持的设备ID表 \*/  
17.    
18.          /\*Device detection callback for automatic device creation \*/  
19.          int(\*detect)(struct i2c\_client \*, struct i2c\_board\_info \*);  
20.          constunsigned short \*address\_list;  
21.          structlist\_head clients;  
22. \};

在新内核中，attach\_adapter和detach\_adapter已经被probe和remove取代

Id\_table用于i2c\_driver和i2c\_client的匹配

**I2c\_client代表I2C从设备**

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  struct i2c\_client \{  
2.  unsigned short flags;                 /\*I2C\_CLIENT\_TEN：使用10位从地址，I2C\_CLIENT\_PEC：使用SMBus包错误检测\*/  
3.           unsignedshort addr;                 /\* chipaddress - NOTE: 7bit    \*/  
4.           charname\[I2C\_NAME\_SIZE\];  
5.           struct i2c\_adapter \*adapter; /\* 依附的i2c\_adapter   \*/  
6.           struct i2c\_driver \*driver;         /\* 依附的i2c\_driver\*/  
7.           structdevice dev;             /\* the devicestructure             \*/  
8.           intirq;                         /\* irq issuedby device               \*/  
9.           structlist\_head detected;  
10. \};

**2.6 核心层提供的接口函数**

1、  增加/删除I2C适配器

int i2c\_add\_adapter(struct i2c\_adapter \*adapter)

int i2c\_del\_adapter(struct i2c\_adapter \*adap)

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.     
2.  static int i2c\_register\_adapter(struct i2c\_adapter \*adap)  
3.  \{  
4.  res = device\_register(&adap->dev);  
5.     
6.  if (adap->nr <\_\_i2c\_first\_dynamic\_bus\_num)  
7.             i2c\_scan\_static\_board\_info(adap);  
8.     
9.  bus\_for\_each\_drv(&i2c\_bus\_type, NULL, adap, \_\_process\_new\_adapter);  
10. \}

Device\_register(&adap->dev)  向I2C总线注册一个adapter设备

i2c\_scan\_static\_board\_info(adap)   注册所有已知的i2c\_client

2、  增加/删除I2C从设备驱动

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  int i2c\_add\_driver(struct i2c\_driver \*driver)  
2.  void i2c\_del\_driver(struct i2c\_driver \*driver)  
3.     
4.  inti2c\_register\_driver(struct module \*owner, struct i2c\_driver \*driver)  
5.  \{  
6.     
7.  /\* add the driver to the list of i2c drivers inthe driver core \*/  
8.  driver->driver.owner = owner;  
9.  driver->driver.bus = &i2c\_bus\_type;  
10.    
11. res = driver\_register(&driver->driver);  
12.    
13. /\* Walk the adapters that are already present\*/  
14. i2c\_for\_each\_dev(driver, \_\_process\_new\_driver);  
15. \}

driver\_register(&driver->driver)   向I2C总线注册一个i2c\_driver

3、  i2c传输，发送和接收

**\[cpp\]** [ view plain][view plain] [copy][view plain]

1.  int i2c\_transfer(struct i2c\_adapter \*adap, struct i2c\_msg\*msgs, int num)  
2.  int i2c\_master\_send(const struct i2c\_client \*client, constchar \*buf, int count)  
3.  int i2c\_master\_recv(const struct i2c\_client \*client, char\*buf, int count)  
4.     
5.  int i2c\_transfer(structi2c\_adapter \*adap, struct i2c\_msg \*msgs, int num)  
6.  \{  
7.  if (adap->algo->master\_xfer) \{  
8.             for (ret = 0, try = 0; try <=adap->retries; try\++) \{  
9.                      ret = adap->algo->master\_xfer(adap, msgs,num);  
10.            \}  
11. \}  
12. \}

最终会调用到适配器实现的master\_xfer函数来完成数据传输工作

[0_1321444681AG9a.gif]: /images/20220609/81005360581e410da5a3538c05d0197d.png
[view plain]: http://blog.csdn.net/cjok376240497/article/details/6978318#

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