linux之I2C解析-------OK6410（三）

深藏阁楼爱情的钟 2022-06-09 11:16 210阅读 0赞

# 3  i2c-dev #

**3.1 概述**

之前在介绍I2C子系统时，提到过使用i2c-dev.c文件在应用程序中实现我们的I2C从设备驱动。不过，它实现的是一个虚拟，临时的i2c\_client，随着设备文件的打开而产生，并随着设备文件的关闭而撤销。I2c-dev.c针对每个I2C适配器生成一个主设备号为89的设备文件，实现了i2c\_driver的成员函数以及文件操作接口，所以i2c-dev.c的主题是”i2c\_driver成员函数+字符设备驱动”。

**3.2 i2c-dev.c源码分析**

**初始化模块**

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

1.  static int \_\_init i2c\_dev\_init(void)  
2.  \{  
3.           res= register\_chrdev(I2C\_MAJOR, "i2c", &i2cdev\_fops);  
4.     
5.           i2c\_dev\_class= class\_create(THIS\_MODULE, "i2c-dev");  
6.     
7.           /\*Keep track of adapters which will be added or removed later \*/  
8.           res= bus\_register\_notifier(&i2c\_bus\_type, &i2cdev\_notifier);  
9.     
10.          /\*绑定已经存在的适配器 \*/  
11.          i2c\_for\_each\_dev(NULL,i2cdev\_attach\_adapter);  
12. \}

I2c-dev初始化函数主要做了注册名为”i2c”的字符设备文件和”i2c-dev”的类

**i2cdev\_read和i2cdev\_write**

I2c-dev.c中实现的i2cdev\_read和i2cdev\_write函数不具有太强的通用性，只适合下面这种单开始信号情况：

![0_1321522124cyJG.gif][]

而不适合多开始信号的情况：

![0_1321522202r0T2.gif][]

所以我们经常会使用i2cdev\_ioctl函数的I2C\_RDWR，在分析i2cdev\_ioctl函数之前，我们需要了解一个结构体：

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

1.  /\* This is the structure as used in theI2C\_RDWR ioctl call \*/  
2.  struct i2c\_rdwr\_ioctl\_data \{  
3.           structi2c\_msg \_\_user \*msgs;         /\* pointersto i2c\_msgs \*/  
4.           \_\_u32nmsgs;                    /\* number ofi2c\_msgs \*/  
5.  \};

Msgs     表示单个开始信号传递的数据；

Nmsgs     表示有多少个msgs，比如上图，单开始信号时，nmsgs等于1；多开始信号时，nmsgs等于2

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

1.  struct i2c\_msg \{  
2.           \_\_u16addr;     /\* slave address                         \*/  
3.           \_\_u16flags;  /\* 默认为写入 \*/  
4.  \#define I2C\_M\_TEN                  0x0010     /\*this is a ten bit chip address \*/  
5.  \#define I2C\_M\_RD           0x0001     /\* read data,from slave to master \*/  
6.  \#define I2C\_M\_NOSTART                  0x4000     /\* if I2C\_FUNC\_PROTOCOL\_MANGLING \*/  
7.  \#define I2C\_M\_REV\_DIR\_ADDR     0x2000     /\*if I2C\_FUNC\_PROTOCOL\_MANGLING \*/  
8.  \#define I2C\_M\_IGNORE\_NAK          0x1000     /\*if I2C\_FUNC\_PROTOCOL\_MANGLING \*/  
9.  \#define I2C\_M\_NO\_RD\_ACK           0x0800     /\* if I2C\_FUNC\_PROTOCOL\_MANGLING \*/  
10. \#define I2C\_M\_RECV\_LEN               0x0400     /\* length will be first received byte \*/  
11.          \_\_u16len;                  /\* msg length                              \*/  
12.          \_\_u8\*buf;                 /\* pointer to msgdata                       \*/  
13. \};

使用i2cdev\_ioctl函数的I2C\_RDWR指令会调用到i2cdev\_ioctl\_rdrw函数：

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

1.  static noinline inti2cdev\_ioctl\_rdrw(struct i2c\_client \*client,  
2.                     unsignedlong arg)  
3.  \{  
4.           structi2c\_rdwr\_ioctl\_data rdwr\_arg;  
5.           structi2c\_msg \*rdwr\_pa;  
6.           u8\_\_user \*\*data\_ptrs;  
7.           inti, res;  
8.     
9.           if(copy\_from\_user(&rdwr\_arg,  
10.                                (struct i2c\_rdwr\_ioctl\_data \_\_user \*)arg,  
11.                                sizeof(rdwr\_arg)))  
12.                    return\-EFAULT;  
13.    
14.          if(rdwr\_arg.nmsgs > I2C\_RDRW\_IOCTL\_MAX\_MSGS)  
15.                    return\-EINVAL;  
16.    
17.          rdwr\_pa= kmalloc(rdwr\_arg.nmsgs \* sizeof(struct i2c\_msg), GFP\_KERNEL);  
18.    
19.          if(copy\_from\_user(rdwr\_pa, rdwr\_arg.msgs,  
20.                                rdwr\_arg.nmsgs \* sizeof(struct i2c\_msg))) \{  
21.                    kfree(rdwr\_pa);  
22.                    return\-EFAULT;  
23.          \}  
24.    
25.          res= i2c\_transfer(client->adapter, rdwr\_pa, rdwr\_arg.nmsgs);  
26.          while(i-- > 0) \{  
27.                    if(res >= 0 && (rdwr\_pa\[i\].flags & I2C\_M\_RD)) \{  
28.                             if(copy\_to\_user(data\_ptrs\[i\], rdwr\_pa\[i\].buf,  
29.                                                 rdwr\_pa\[i\].len))  
30.                                      res= -EFAULT;  
31.                    \}  
32.                    kfree(rdwr\_pa\[i\].buf);  
33.          \}  
34. \}

咋一看，还挺复杂，其实主要做了一件事情：把用户空间传递过来的i2c\_rdwr\_ioctl\_data数据进行错误检查，然后调用i2c\_transfer函数与适配器进行通信，如果是接收数据，代码会将访问到的数据传回i2c\_rdwr\_ioctl\_data的buf中。I2c\_transfer最终会调用到I2C适配器具体实现的master\_xfer函数来与硬件进行通信。

**3.3 eeprom实例**

**预备知识**

使用的mini2440开发板，eeprom的地址为0x50，实验完成一个数据的读写，先看下读写时序

AT24C08任意地址字节写的时序：

![0_1321522220SuRi.gif][]

AT24C08任意地址字节写的时序：

![0_1321522238R47D.gif][]

下面的代码可以按照上面的两个图来阅读：

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

1.  \#include <stdio.h>  
2.  \#include <linux/types.h>  
3.  \#include <fcntl.h>  
4.  \#include <unistd.h>  
5.  \#include <stdlib.h>  
6.  \#include <sys/types.h>  
7.  \#include <sys/ioctl.h>  
8.  \#include <errno.h>  
9.  \#include <assert.h>  
10. \#include <string.h>  
11. \#include <linux/i2c.h>  
12. \#include <linux/i2c-dev.h>  
13.    
14. int main()  
15. \{  
16.          intfd, ret;  
17.          unsignedchar rdwr\_addr = 0x42;   /\* e2prom 读写地址 \*/  
18.          unsignedchar device\_addr = 0x50; /\* e2prom 设备地址 \*/  
19.          unsignedchar data = 0x12;  /\* 向e2prom写的数据 \*/  
20.          structi2c\_rdwr\_ioctl\_data e2prom\_data;  
21.    
22.          fd= open("/dev/i2c/0", O\_RDWR);  
23.          if(fd < 0) \{  
24.                    perror("openerror");  
25.                    exit(1);  
26.          \}  
27.    
28.          e2prom\_data.msgs= (struct i2c\_msg \*)malloc(e2prom\_data.nmsgs \* \\  
29.                                                sizeof(structi2c\_msg));  
30.          if(e2prom\_data.msgs == NULL) \{  
31.                    perror("mallocerror");  
32.                    exit(1);  
33.          \}  
34.    
35.          ioctl(fd,I2C\_TIMEOUT, 1); /\* 设置超时 \*/  
36.          ioctl(fd,I2C\_RETRIES, 2); /\* 设置重试次数 \*/  
37.    
38.           
39.          /\*向e2prom的rdwr\_addr地址写入数据data\*/  
40.          e2prom\_data.nmsgs= 1;  
41.          e2prom\_data.msgs\[0\].len= 2;  
42.          e2prom\_data.msgs\[0\].addr= device\_addr;  
43.          e2prom\_data.msgs\[0\].flags= 0;     /\* write \*/  
44.    
45.           
46.          e2prom\_data.msgs\[0\].buf= (unsigned char \*)malloc(2);  
47.          e2prom\_data.msgs\[0\].buf\[0\]= rdwr\_addr;    /\* write address \*/  
48.          e2prom\_data.msgs\[0\].buf\[1\]= data;      /\* write data \*/  
49.    
50.          ret= ioctl(fd, I2C\_RDWR, (unsigned long)&e2prom\_data);  
51.          if(ret < 0) \{  
52.                    perror("writedata error");  
53.                    exit(1);  
54.          \}  
55.          printf("writedata: %d to address: %\#x\\n", data, rdwr\_addr);  
56.          data= 0;  /\* be zero\*/  
57.    
58.    
59.          /\*从e2prom的rdwr\_addr地址读取数据存入buf\*/  
60.          e2prom\_data.nmsgs= 2;  
61.          e2prom\_data.msgs\[0\].len= 1;  
62.          e2prom\_data.msgs\[0\].addr= device\_addr;  
63. //      e2prom\_data.msgs\[0\].flags= 0;     /\* write \*/  
64.          e2prom\_data.msgs\[0\].buf= &rdwr\_addr;  
65.    
66.          e2prom\_data.msgs\[1\].len= 1;  
67.          e2prom\_data.msgs\[1\].addr= device\_addr;  
68.          e2prom\_data.msgs\[1\].flags= 1;     /\* read \*/  
69.          e2prom\_data.msgs\[1\].buf= &data;  
70.    
71.          ret= ioctl(fd, I2C\_RDWR, (unsigned long)&e2prom\_data);  
72.          if(ret < 0) \{  
73.                    perror("readerror");  
74.                    exit(1);  
75.          \}  
76.          printf("read  data: %d from address: %\#x\\n", data,rdwr\_addr);  
77.           
78.          free(e2prom\_data.msgs);  
79.          close(fd);  
80.    
81.          return0;  
82. \}

[view plain]: http://blog.csdn.net/cjok376240497/article/details/6982883#
[0_1321522124cyJG.gif]: /images/20220609/463e8451a2e141bb956dc70aa25e3012.png
[0_1321522202r0T2.gif]: /images/20220609/42b774fa622348a783b3dc5e40081e2f.png
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