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Linux的i2c驱动详解

1 简介

I2C 总线仅仅使用 SCL 、 SDA 两根信号线就实现了设备之间的数据交互，极大地简化对硬件资源和 PCB 板布线空间的占用。因此， I2C 总线被非常广泛地应用在 EEPROM 、实时钟、小型 LCD 等设备与 CPU 的接口中。

Linux I2C GPIO驱动是在没有专用I2C芯片的情况下，用GPIO口来模拟I2C总线时序，完成Linux与I2C设备的通信过程。用两根GPIO，分别模拟SDA和SCL。它与使用i2c芯片的驱动有所不同的是传输算法的实现，GPIO模拟i2c驱动中有自己的一套传输算法。GPIO模拟I2C是要占用CPU资源的，而用I2C芯片是不占CPU资源的。使用i2c子系统，而不使用普通字符设备，有以下好处：
1）使用Linux I2C子系统，不需要去过于详细了解I2C操作。

2）编写驱动可移植性强。

3）可以使用内核资源，当面对复杂I2C器件，工作量相对少得多。

I2C工作原理：I2C总线标准的两根传输线，SDA是数据线，Scl是时钟线，当SCL为高，SDA由高-à低时，发送启动信息，发送9个脉冲，1-7是地址，8是读写控制位，9是ACK应答位，所以挂在I2C上的被控设备都接受所发送的信息，并把接收到的7位地址与自己的地址进行比较，如果相同ACK就会反馈应答。当SCL为低，SDA由低-à高，则发送停止信号。

2 架构

Linux的I2C构架分为三个部分：

1）I2C core框架

提供了核心数据结构的定义和相关接口函数，用来实现I2C适配器

驱动和设备驱动的注册、注销管理，以及I2C通信方法上层的、与具体适配器无关的代码，为系统中每个I2C总线增加相应的读写方法。

I2C core框架具体实现在/drivers/i2c目录下的i2c-core.c和i2c-dev.c

2） I2C总线驱动

定义描述具体I2C总线适配器的i2c_adapter数据结构、实现在具体I2C适配器上的I2C总线通信方法，并由i2c_algorithm数据结构进行描述。经过I2C总线驱动的的代码，可以为我们控制I2C产生开始位、停止位、读写周期以及从设备的读写、产生ACK等。

I2C总线驱动具体实现在/drivers/i2c目录下busses文件夹。例如：Linux I2C GPIO总线驱动为i2c_gpio.c. I2C总线算法在/drivers/i2c目录下algos文件夹。例如：Linux I2C GPIO总线驱动算法实现在i2c_algo_bit.c.

3） I2C 设备驱动

是对具体I2C硬件驱动的实现。I2C 设备驱动通过I2C适配器与CPU通信。其中主要包含i2c_driver和i2c_client数据结构，i2c_driver结构对应一套具体的驱动方法，例如：probe、remove、suspend等，需要自己申明。i2c_client数据结构由内核根据具体的设备注册信息自动生成，设备驱动根据硬件具体情况填充。具体使用下面介绍。

I2C 设备驱动具体实现放在在/drivers/i2c目录下chips文件夹。

3 设备注册

下面以GPIO模拟i2c总线的驱动为例，来介绍设备注册，对于使用i2c芯片的驱动都是大同小异，主要在传输算法上的区别。首先make menuconfig把i2c-gpio选上，让它能编进内核。设备注册包括两种设备的注册，i2c-gpio总线和i2c设备驱动。

1） i2c-gpio总线注册

/drivers/i2c/busses/i2c_gpio.c是i2c-gpio总线驱动源码。在这里可以看到i2c-gpio的注册:

static struct platform_driver i2c_gpio_driver = {

.driver = {

.name = "i2c-gpio", //驱动名字

.owner = THIS_MODULE,

},

.probe = i2c_gpio_probe,

.remove = __devexit_p(i2c_gpio_remove),

};

static int __init i2c_gpio_init(void)

{

int ret;

ret = platform_driver_register(&i2c_gpio_driver);//注册成平台设备

if (ret)

printk(KERN_ERR "i2c-gpio: probe failed: %d\n", ret);

return ret;

}

module_init(i2c_gpio_init);

platform是linux虚拟的总线，称为platform总线，相应的设备称为platform_device,相应的驱动称为platform_driver。我们知道i2c总线也对应一个设备，在这里就是对应的i2c_adapte结构，这在后面会有详细介绍。在这里可以看到它将i2c总线驱动注册成平台设备驱动platform_driver_register(&i2c_gpio_driver)。

把i2c_gpio设备注册为平台设备，需要在mach_xxx的板级文件（devices.c）中添加i2c-gpio需要用到的资源定义，即将i2c总线设备封装成平台设备，下面首先定义总线占用的系统资源：

static struct i2c_gpio_platform_data i2c3_data = {

.sda_pin = CONFIG_SDA_PIN;

.scl_pin = CONFIG_SCL_PIN; //设置需要用到的gpio引脚

.udelay = 0, //设置I2C工作频率，如果没有默认值为50

.timeout = 0, //设置I2C工作超时，如果没有默认值为10

};

由于i2c_gpio驱动需要注册到platform总线上面，还需要在mach_xxx的板级文件中添加i2c-gpio的platform_device结构。

static struct platform_device i2c3_device = {

.name = "i2c-gpio", //必须和i2c-gpio驱动的名字相同

.id = 2, //总线ID号

.dev = {

.platform_data = &i2c3_data,

},

};

注册i2c-gpio驱动前要有一个GPIO的设置过程，设置过程如下：

{

//SDA

Pnx_gpio_set_mode(GPIO_F8,GPIO_MODE_MUX1)

Pnx_gpio_set_direction(GPIO_F8,GPIO_DIR_OUTPUT)

//SCL

Pnx_gpio_set_mode(GPIO_F7,GPIO_MODE_MUX1)

Pnx_gpio_set_direction(GPIO_F7,GPIO_DIR_OUTPUT)

};

最后把i2c-gpio设备注册进platform总线。

platform_device_register(&i2c3_device);

2）把i2c设备驱动注册到i2c-gpio总线

例如：设备驱动源码在/drivers/i2c/chips/lis35de.c，其注册到i2c总线需要的

做法如下。首先定义设备I

D:

static const struct i2c_device_id lis35de_id[] = {

{ "lis35de", 0 },//设备名和设备是有数据长度

{ }

};

然后声明i2c_driver结构：

static struct i2c_driver st_lis35de_driver = {

.probe = st_lis35de_probe,

.remove = st_lis35de_remove,

.suspend = st_lis35de_suspend,

.resume = st_lis35de_resume,//上面4个函数根据具体情况取舍

.id_table = lis35de_id,

.driver = {

.name = "lis35de", //驱动名字

},

};

最后调用static inline int i2c_add_driver(struct i2c_driver *driver)注册lis35de驱动到I2C总线，如下：

static int __init st_lis35de_init(void)

{

return i2c_add_driver(&st_lis35de_driver);//注册st_lis35de_driver

}；

module_init(st_lis35de_init);

但是到目前还不知道注册到那根I2C总线，现在把lis35de设备驱动添加到我们想要的i2c-gpio总线上。使用内核提供的函数i2c_register_board_info，在mach_xxx的板级文件中把设备信息注册到需要注册的I2C总线上面。

int __init i2c_register_board_info(int busnum,//设备需要注册到的总线ID

struct i2c_board_info const *info,//设备信息包括设备名，地址等

unsigned len)

例如：把lis35de驱动注册到i2c-gpio总线，总线ID为2。

static struct i2c_board_info i2c_devices_lis35de[] = {

{

I2C_BOARD_INFO("lis35de", 0x1C), //设备名和地址

},

};

i2c_register_board_info(2,i2c_devices_lis35de,ARRAY_SIZE(i2c_devices_lis35de));

arch/arm/mach-pnx67xx/board_pnx67xx_wavex.c中unsigned int pnx_modem_gpio_reserved[]下注释掉GPIO_F7,GPIO_F8，防止内核认为F8，F7已经使用过了，至此已经把i2c-gpio总线注册到系统，把设备驱动注册到i2c-gpio总线。

前面说了那么多，是不是有点乱了，这里我们在来理一下：

（一）i2c总线驱动

1）在那个devices.c文件中，声明平台设备占用的系统资源，然后定义一个平台设备，并注册这个平台设备到平台总线上

2）在i2c-gpio.c文件中，声明该驱动支持的设备列表，然后定义一个平台驱动结构，并注册这个平台驱动到平台总线上

（二）i2c设备驱动

1）同样在devices.c文件下，在对应总线的设备列表中声明一个i2c设备结构，然后通过i2c_register_board_info（）函数，将这个设备列表注册到i2c总线上

2）在lis35de.c文件中，声明支持的i2c设备列表和一个i2c设备驱动结构体i2c_driver，然后将其注册到i2c总线上

注意：这里不管是设备还是驱动先注册到总线上，他们都会自动请求匹配总线上的所有驱动或设备。

4 I2C关键数据结构和详细注册流程

上面的描述都是i2c

系统的框架，具体的数据结构注册流程下面会详细介绍。

4.1 关键数据结构

在i2c.h头文件中定义了i2c_adapter、i2c_algorithm、i2c_driver和i2c_client 4个比较关键的数据结构。

1）i2c_algorithm对应一套通信方法。

用来实现具体的收发算法，此数据结构非常重要，通过其中的收发函数会调用具体的硬件收发操作，对于i2c-gpio总线的通信方法实现在/drivers/i2c目录下algos文件夹i2c_algo_bit.c。

struct i2c_algorithm {

int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap,struct i2c_msg *msgs,int num);

//i2c传输函数指针

int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,

unsigned short flags, char read_write,

u8 command, int size, union i2c_smbus_data * data);

//smbus传输函数指针

u32 (*functionality) (struct i2c_adapter *);

//返回适配器支持功能

};

2）i2c_adapter

用来定义总线上的每一个adapter（适配器），每一个adapter都需要i2c_algorithm中提供的通信函数来控制适配器的访问周期，因此在i2c_adapter中包含i2c_algorithm指针。i2c_algorithm的关键函数master_xfer用于产生I2C访问信号，以i2c_msg为单位。

struct i2c_adapter {

struct module *owner; //所属模块

unsigned int id; //algorithm类型，定义在i2c-id.h以I2C_ALGO_开始

unsigned int class; /* classes to allow probing for */

const struct i2c_algorithm *algo;

void *algo_data; //algorithm数据

int (*client_register)(struct i2c_client *); //client注册时调用

int (*client_unregister)(struct i2c_client *);

/* data fields that are valid for all devices */

u8 level; /* nesting level for lockdep */

struct mutex bus_lock;

struct mutex clist_lock;

int timeout; /* in jiffies */

int retries;

struct device dev; /* 适配器设备 */

int nr;

struct list_head clients; /* DEPRECATED */

char name[48];

struct completion dev_released;

};

struct i2c_msg {

__u16 addr; /* 从机地址 */

__u16 flags;

#define I2C_M_TEN 0x0010 /* this is a ten bit chip address */

#define I2C_M_RD 0x0001 /* read data, from slave to master */

#define I2C_M_NOSTART 0x4000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */

#define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */

#define I2C_M_IGNORE_NAK 0x1000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */

#define I2C_M_NO_RD_ACK 0x0800 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */

#define I2C_M_RECV_LEN 0x0400 /* length will be first received byte */

__u16 len; /* msg length */

__u8 *buf; /* pointer to msg data */

};

3） i2c_driver结构体

struct i2c_driver {

int id;

unsigned int class;

int (*attach_adapter)(struct i2c_adapter *);//依附i2c_adapter

int (*detach_adapter)

(struct i2c_adapter *);//脱离i2c_adapter

int (*detach_client)(struct i2c_client *) __deprecated; //脱离i2c_ client

int (*probe)(struct i2c_client *, const struct i2c_device_id *);

int (*remove)(struct i2c_client *);

void (*shutdown)(struct i2c_client *);

int (*suspend)(struct i2c_client *, pm_message_t mesg);

int (*resume)(struct i2c_client *);

int (*command)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg);

//类似ioctl

struct device_driver driver;

const struct i2c_device_id *id_table;

int (*detect)(struct i2c_client *, int kind, struct i2c_board_info *);

/* Device detection callback for automatic device creation */

const struct i2c_client_address_data *address_data;

struct list_head clients;

};

4）i2c_client结构体。

struct i2c_client {

unsigned short flags; /* 标志 */

unsigned short addr; /* 低7位为芯片地址 */

char name[I2C_NAME_SIZE]; //设备名

struct i2c_adapter *adapter; /*依附i2c_adapter */

struct i2c_driver *driver; /*依附i2c_ driver */

struct device dev; /* the device structure */

int irq; /* irq issued by device */

struct list_head list; /* DEPRECATED */

struct list_head detected;

struct completion released;

};

4.2详细注册流程

在平台设备驱动注册时，i2c-gpio总线被注册后，第一个执行的函数是i2c_gpio_probe：在这里主要做了3件事，首先构筑了一个i2c_adapter,然后申请gpio，最后关键调用i2c_bit_add_bus。虽然i2c总线被注册成平台设备，但这里主要讲解i2c总线部分内容，对平台设备和驱动的注册过程不做详述，感兴趣的可以查阅平台驱动部分内容。

static int __devinit i2c_gpio_probe(struct platform_device *pdev)

{

pdata = pdev->dev.platform_data; //获得具体硬件结构

if (!pdata)

return -ENXIO;

ret = -ENOMEM;

adap = kzalloc(sizeof(struct i2c_adapter), GFP_KERNEL);//在这里获得了适配器

if (!adap)

goto err_alloc_adap;

bit_data = kzalloc(sizeof(struct i2c_algo_bit_data), GFP_KERNEL);//在这里定义了具体硬件的实现

if (!bit_data)

goto err_alloc_bit_data;

ret = gpio_request(pdata->sda_pin, "sda");

if (ret)

goto err_request_sda;

ret = gpio_request(pdata->scl_pin, "scl");

if (ret)

goto err_request_scl;

if (pdata->sda_is_open_drain) { //如果集电极开路

gpio_direction_output(pdata->sda_pin, 1);//设定方向为输出

bit_data->setsda = i2c_gpio_setsda_val;//设定setsda实现函数

} else {

gpio_direction_input(pdata->sda_pin);//如果集电极不

是开路，那么设定方向为输入

bit_data->setsda = i2c_gpio_setsda_dir;//设定setsda的实现函数

}

if (pdata->scl_is_open_drain || pdata->scl_is_output_only) {//集电极开路并仅做输出

gpio_direction_output(pdata->scl_pin, 1);//设定方向

bit_data->setscl = i2c_gpio_setscl_val; //设定setscl的实现函数

} else { //集电极不是开路时候

gpio_direction_input(pdata->scl_pin);

bit_data->setscl = i2c_gpio_setscl_dir;

}

if (!pdata->scl_is_output_only) //仅仅作为输出

bit_data->getscl = i2c_gpio_getscl;

bit_data->getsda = i2c_gpio_getsda;

if (pdata->udelay) //关于延时的设定

bit_data->udelay = pdata->udelay;

else if (pdata->scl_is_output_only)

bit_data->udelay = 50; /* 10 kHz */

else

bit_data->udelay = 5; /* 100 kHz */

if (pdata->timeout)

bit_data->timeout = pdata->timeout;

else

bit_data->timeout = HZ / 10; /* 100 ms */

bit_data->data = pdata; //让bit_data与platform_data相关联

adap->owner = THIS_MODULE;

snprintf(adap->name, sizeof(adap->name), "i2c-gpio%d", pdev->id);

adap->algo_data = bit_data; //algo_data中加入具体的实现方法，被algo中函数调用

adap->class = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD;

adap->dev.parent = &pdev->dev;

/*

* If "dev->id" is negative we consider it as zero.

* The reason to do so is to avoid sysfs names that only make

* sense when there are multiple adapters.

*/

adap->nr = (pdev->id != -1) ? pdev->id : 0;

ret = i2c_bit_add_numbered_bus(adap); //添加进入总线，在i2c-algo-bit.c中定义

if (ret)

goto err_add_bus;

platform_set_drvdata(pdev, adap);//加定适配器到platform设备中去

return 0;

}

此函数是整个i2c-gpio.c的关键，几乎整个文件函数的注册以及algo中相关函数的注册都与他相关。i2c_bit_add_bus:在这里调用i2c_bit_prepare_bus。

int i2c_bit_add_numbered_bus(struct i2c_adapter *adap)

{

int err;

err = i2c_bit_prepare_bus(adap); //这里就是算法和适配器的关联函数，算法在别处已有实现

if (err)

return err;

return i2c_add_numbered_adapter(adap);

}

i2c_bit_prepare_bus：可以看到原来分配到的适配器在这里和i2c_bit_algo算法结合了。

static int i2c_bit_prepare_bus(struct i2c_adapter *adap)

{

struct i2c_algo_bit_data *bit_adap = adap->algo_data;

if (bit_test) {

int ret = test_bus(bit_adap, adap->name);

if (ret < 0)

return -ENODEV;

}

/* register new adapter to i2c module... */

adap->algo = &i2c_bit_algo; //没错，就是这里的关联

adap->timeout = 100; /* default values, should */

adap->retries = 3; /* be replaced by defines */

return 0;

}

再回头看i2c_bit_add_bus中调用的i2c_add_numbered_adapter(adap)：

int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)

{

int id, res = 0;

retry:

if (idr_pre_get(&i2c_adapter_idr, GFP_KERNEL) == 0)

return -ENOMEM;

mutex_lock(&core_lock);

/* "above" here means "above or equal to", sigh */

res = idr_get_new_above(&i2c_adapter_idr, adapter,

__i2c_first_dynamic_bus_num, &id);

mutex_unlock(&core_lock);

if (res < 0) {

if (res == -EAGAIN)

goto retry;

return res;

}

adapter->nr = id;

return i2c_register_adapter(adapter);

}

在i2c_add_numbered_adapter最后调用了i2c_register_adapter(adapter);

static int i2c_register_adapter(struct i2c_adapter *adap)

{

int res = 0, dummy;

/* Can't register until after driver model init */

if (unlikely(WARN_ON(!i2c_bus_type.p)))

return -EAGAIN;

mutex_init(&adap->bus_lock);

mutex_init(&adap->clist_lock);

INIT_LIST_HEAD(&adap->clients);

mutex_lock(&core_lock);

/* Add the adapter to the driver core.

* If the parent pointer is not set up,

* we add this adapter to the host bus.

*/

if (adap->dev.parent == NULL) {

adap->dev.parent = &platform_bus;

pr_debug("I2C adapter driver [%s] forgot to specify "

"physical device\n", adap->name);

}

dev_set_name(&adap->dev, "i2c-%d", adap->nr);

adap->dev.release = &i2c_adapter_dev_release;

adap->dev.class = &i2c_adapter_class;

res = device_register(&adap->dev);

if (res)

goto out_list;

dev_dbg(&adap->dev, "adapter [%s] registered\n", adap->name);

/* create pre-declared device nodes for new-style drivers */

if (adap->nr < __i2c_first_dynamic_bus_num)

i2c_scan_static_board_info(adap); //静态扫描挂在总线上的所有i2c设备，然后逐一创建一个i2c_client结构

/* Notify drivers */

dummy = bus_for_each_drv(&i2c_bus_type, NULL, adap,

i2c_do_add_adapter);

out_unlock:

mutex_unlock(&core_lock);

return res;

out_list:

idr_remove(&i2c_adapter_idr, adap->nr);

goto out_unlock;

}

其中的i2c_scan_static_board_info(adap)调用i2c_new_device：

static void i2c_scan_static_board_info(struct i2c_adapter *adapter)

{

struct i2c_devinfo *devinfo;

mutex_lock(&__i2c_board_lock);

list_for_each_entry(devinfo, &__i2c_board_list, list) {

if (devinfo->busnum == adapter->nr

&& !i2c_new_device(adapter,

&devinfo->board_info)) //就是这里，它根据devinfo来创建一个新的i2c_client设备结构

printk(KERN_ERR "i2c-core: can't create i2c%d-%04x\n",

i2c_adapter_id(adapter),

devinfo->board_info.addr);

}

mutex_unlock(&__i2c_board_lock);

}

i2c_new_device：

struct i2c_client *

i2c_new_device(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_board_info const *info)

{

struct i2c_client *client;

int status;

client = kzalloc(sizeof *client, GFP_KERNEL);

if (!client)

return NULL;

client->adapter = adap;

client->dev.platform_data = info->platform_data;

if (info->archdata)

client->dev.archdata = *info->archdata;

client->flags = info->flags;

client->addr = info->addr;

client->irq = info->irq;

strlcpy(client->name, info->type, sizeof(client->name));

/* a new style driver may be bound to this device when we

* return from this function, or any later moment (e.g. maybe

* hotplugging will load the driver module). and the device

* refcount model is the standard driver model one.

*/

status = i2c_attach_client(client);

if (status < 0) {

kfree(client);

client = NULL;

}

return client;

}

在i2c_new_device中，内核为我们分配i2c_client，把我们在板级文件中申明的设备名和地址：

static struct i2c_board_info i2c_devices[] = {

{

I2C_BOARD_INFO("lis35de", 0x1C), //设备名和地址

},

填充到i2c_client。一个i2c_client就代表着一个位于adapter适配器上，地址为client->addr，使用设备驱动的一个i2c设备。到这里就可以通过 Linux I2C核心提供的不依赖硬件接口的函数了，接受/发送函数等。

也许你会疑惑在创建i2c_client设备时，是根据devinfo来创建的，那么这个devinfo是从那来的？我们在devices.c中不是注册的是i2c_board_info这个结构吗？没错，在devices.c中的确是注册的i2c_board_info结构，下面我们来看看注册这个结构数组的这个i2c_regester_board_info()函数：

int __init

i2c_register_board_info(int busnum,

struct i2c_board_info const *info, unsigned len)

{

int status;

down_write(&__i2c_board_lock);

/* dynamic bus numbers will be assigned after the last static one */

if (busnum >= __i2c_first_dynamic_bus_num)

__i2c_first_dyn

amic_bus_num = busnum + 1;

for (status = 0; len; len--, info++) {

struct i2c_devinfo *devinfo;

devinfo = kzalloc(sizeof(*devinfo), GFP_KERNEL);

if (!devinfo) {

pr_debug("i2c-core: can't register boardinfo!\n");

status = -ENOMEM;

break;

}

devinfo->busnum = busnum;

devinfo->board_info = *info;

list_add_tail(&devinfo->list, &__i2c_board_list);

}

up_write(&__i2c_board_lock);

return status;

}

看到了吧，在这个注册函数里，它创建一个devinfo结构变量，并用总线号和i2c_board_info结构来初始化这个devinfo变量，然后加入一个全局的devinfo链表，来看看这个devinfo结构体的定义：

struct i2c_devinfo {

struct list_head list;

int busnum;

struct i2c_board_info board_info;

};

这个注册函数就是在i2c-boardinfo.c中定义的，它维护一个全局的devinfo链表，在创建i2c_client的时候，就是通过这个devinfo链表来逐一创建的。

5 使用I2C子系统资源函数操作I2C设备

Linux I2C 核心提供的函数主要有：

1)增加/删除i2c_adapter

Int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adap);

Int i2c_del_adapter(struct i2c_adapter *adap);

2) 增加/删除i2c_driver

Int i2c_register_driver(struct module *owner,struct i2c_driver *driver);

Int i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver);

3)i2c_client依附和脱离

Int i2c_attach_client(struct i2c_client *client);

Int i2c_detach_client(struct i2c_client *client);

4)i2c传送\发送\接收

Int i2c_transfer(struct i2c_adaper *adap,struct i2c_msg *msgs,int num);

Int i2c_master_send(struct i2c_client *client,const char *buf,int count);

Int i2c_master_recv(struct i2c_client *client,const char *buf,int count);

以上三个函数必须首先在设备驱动中的xxx_probe中提供指向i2c_client的指针，注意在提取出i2c_client之前不要使用，否则出现空指针。

具体使用方法：eg：

struct i2c_client *this_client;//申明全局变量；

static int __init st_lis35de_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id * devid)

{

……………………

I2c_set_clientdata(client,&lis35de);

Client->addr = 0x1c;

this_client = client;//提取出client,然后使用,这三句要放到acc_init之前。

acc_init();//这个函数最终会调用LIS35DE_init(),把这个函数注释掉，因为这个函数的gpio的设定已经被放到devices.c gpio-i2c注册之前，这里不用再来一遍。

……………………

}

void LIS35DE_IICWrite(u_int8_t RegAdd, u_int8_t Data ,u_int8_t *result)

{

char buffer[2];

*result = 1;

// buffer[0]=LIS35DE_AddW;//使用i2c_master_send等

函数，不再需要传送地址

buffer[0]=RegAdd;

buffer[1]=Data;

if(i2c_master_send(this_client, buffer,2)<0)

{

printk(KERN_ERR "LIS35DE_IICWrite: i2c_master_send error\n");

return;

}

*result = 0;

return;

}

int8_t LIS35DE_IICRead(u_int8_t RegAdd,u_int8_t *result)

{

S8 Data;

*result = 1;

char buffer[0];

//buffer[0]=LIS35DE_AddW;

//使用i2c_master_send等函数，不再需要传送地址

buffer[0]=RegAdd;

//buffer[2]=LIS35DE_AddR; //使用i2c_master_send等函数，不再需要传送地址

if(i2c_master_send(this_client, buffer,1)<0)

{

printk(KERN_ERR "LIS35DE_IICRead: i2c_master_send error\n");

return -1;

}

if( i2c_master_recv(this_client, &Data,1)<0)

{

printk(KERN_ERR "LIS35DE_IICRead: i2c_master_recv error\n");

return -1;

}

*result = 0;

return Data;

}

下面是使用i2c_transfer（）函数来实现上面函数的例子：

static int LIS35DE_RxData(char *rxData, int length)

{

struct i2c_msg msgs[] = {

{

.addr = this_client->addr,

.flags = 0,

.len = 1,

.buf = rxData,

},

{

.addr = this_client->addr,

.flags = I2C_M_RD,

.len = length,

.buf = rxData,

},

};

#if DEBUG

printk(KERN_INFO "%s\n", __FUNCTION__);

#endif

if (i2c_transfer(this_client->adapter, msgs, 2) < 0) {

printk(KERN_ERR "LISI2C_RxData: transfer error\n");

return -EIO;

} else

return 0;

}

static int LIS35DE_TxData(char *txData, int length)

{

struct i2c_msg msg[] = {

{

.addr = this_client->addr,

.flags = 0,

.len = length,

.buf = txData,

},

};

#if DEBUG

printk(KERN_INFO "%s\n", __FUNCTION__);

#endif

if (i2c_transfer(this_client->adapter, msg, 1) < 0) {

printk(KERN_ERR "LISI2C_TxData: transfer error\n");

return -EIO;

} else

return 0;

}

void LIS35DE_IICWrite(u_int8_t RegAdd, u_int8_t Data ,u_int8_t *result)

{

char buff[2];

*result = 1;

// client->addr = LIS35DE_AddW;

buff[0] = RegAdd;

buff[1] = Data;

if( LIS35DE_TxData(buff, 2) < 0 ) {

#if DEBUG

printk(KERN_INFO "%s\n", __FUNCTION__);

printk("# LIS35IIC Write Error #\r\n");

#endif

return;

}

*result = 0;

}

int8_t LIS35DE_IICRead(u_int8_t RegAdd,u_int8_t *result)

{

S8 Data;

*result = 1;

char buff[2];

// client->addr = LIS35DE_AddR;

buff[0] = RegAdd;

if( LIS35DE_RxData(buff, 1) < 0 ) {

#if DEBUG

printk("# LIS35IIC Read Error #\r\n");

#endif

return 1;

}

*result = 0;

Data = *buff;

return Data;

}

其中有一部分/* */是由代码模拟时序来模拟i2c的。

6 Gpio模拟i2c总线的通用传输算法

/drivers/i2c/i2c-algo-bit.c

init i2c_bit_add_numbered_bus(struct i2c_adapter *adap)

int i2c_bit_add_numbered_bus(struct i2c_adapter *adap)

{

int err;

err = i2c_bit_prepare_bus(adap);

//加入adaoter类之前的一些操作，包括设定超时和重试，以及设定 i2c_algorithm的具体设定方法。

if (err)

return err;

return i2c_add_numbered_adapter(adap);

}

static int bit_xfer(struct i2c_adapter *i2c_adap,struct i2c_msg msgs[], int num)

/*参数：具体的适配器

需要传送的数据

数据数据

*/

static int bit_xfer(struct i2c_adapter *i2c_adap,struct i2c_msg msgs[], int num)

{

i2c_start(adap);

//启动总线

for (i = 0; i < num; i++) {

pmsg = &msgs[i];

nak_ok = pmsg->flags & I2C_M_IGNORE_NAK; //检测是否忽略响应

if (!(pmsg->flags & I2C_M_NOSTART)) {

if (i) {

i2c_repstart(adap);

//如果是混合模式，则重新启动传输

}

ret = bit_doAddress(i2c_adap, pmsg);

if ((ret != 0) && !nak_ok) {

//如果出错了，则出错处理

goto bailout;

}

}

if (pmsg->flags & I2C_M_RD) {

//收数据

} else {

//发送数据

/* write bytes from buffer */

ret = sendbytes(i2c_adap, pmsg);

if (ret >= 1)

if (ret < pmsg->len) {

if (ret >= 0)

ret = -EREMOTEIO;

goto bailout;

}

}

}

ret = i;

bailout:

bit_dbg(3, &i2c_adap->dev, "emitting stop condition\n");

i2c_stop(adap);

return ret;

}

static int sendbytes(struct i2c_adapter *i2c_adap, struct i2c_msg *msg)

static int sendbytes(struct i2c_adapter *i2c_adap, struct i2c_msg *msg)

{

while (count > 0) {

retval = i2c_outb(i2c_adap, *temp); //发送一个字节的数据

/* OK/ACK; or ignored NAK */

/*一个字节一个字节的往后移动*/

if ((retval > 0) || (nak_ok && (retval == 0))) {

count--;

temp++;

wrcount++;

}

7 总结

7.1 理清i2c中的个结构体关系

通过上面的讲解，已基本上简单地介绍完i2c驱动的方方面面，或

许你还是对这里面的众多结构体之间的联系很迷惑，下面就来分析一下 i2c_driver 、 i2c_client 、 i2c_adapter 和 i2c_algorithm 这 4 个数据结构的作用及其盘根错节的关系。

（1）i2c_adapter 与 i2c_algorithm

i2c_adapter 对应于物理上的一个适配器，而 i2c_algorithm 对应一套通信方法。一个 I2C 适配器需要 i2c_algorithm 中提供的通信函数来控制适配器上产生特定的访问周期。缺少 i2c_algorithm 的 i2c_adapter 什么也做不了，因此 i2c_adapter 中包含其使用的 i2c_algorithm 的指针。

i2c_algorithm 中的关键函数 master_xfer() 用于产生 I2C 访问周期需要的信号，以 i2c_msg （即 I2C 消息）为单位。 i2c_msg 结构体也非常关键，代码清单给出了它的定义。

1 struct i2c_msg {

2 __u16 addr; /* 设备地址 */

3 __u16 flags; /* 标志 */

4 __u16 len; /* 消息长度 */

5 __u8 *buf; /* 消息数据 */

6 };

（2）i2c_driver 与 i2c_client

i2c_driver 对应一套驱动方法，是纯粹的用于辅助作用的数据结构，它不对应于任何的物理实体。 i2c_client 对应于真实的物理设备，每个 I2C 设备都需要一个 i2c_client 来描述。 i2c_client 一般被包含在 i2c 字符设备的私有信息结构体中。

i2c_driver 与 i2c_client 发生关联的时刻在 i2c_driver 的 attach_adapter() 函数被运行时。 attach_adapter() 会探测物理设备，当确定一个 client 存在时，把该 client 使用的 i2c_client 数据结构的 adapter 指针指向对应的 i2c_adapter 。

driver 指针指向该 i2c_driver ，并会调用 i2c_adapter 的 client_register() 函数。相反的过程发生在 i2c_driver 的 detach_client() 函数被调用的时候。

（3）i2c_adpater 与 i2c_client

i2c_adpater 与 i2c_client 的关系与 I2C 硬件体系中适配器和设备的关系一致，即 i2c_client 依附于 i2c_adpater 。由于一个适配器上可以连接多个 I2C 设备，所以一个 i2c_adpater 也可以被多个 i2c_client 依附， i2c_adpater 中包括依附于它的 i2c_client 的链表。

7.2 i2c驱动的编写建议

那么对于一个驱动工程师，如何编写自己的i2c相关的驱动，下面仅提供个参考方案：

（1）提供 I2C 适配器的硬件驱动，探测、初始化 I2C 适配器（如申请 I2C 的 I/O 地址和中断号）、驱动 CPU 控制的 I2C 适配器从硬件上产生各种信号以及处理 I2C 中断等。

（2）提供 I2C 适配器的 algorithm ，用具体适配器的 xxx_xfer() 函数填充 i2c_algorithm 的 master_xfer 指针，并把 i2c_algorithm 指针赋值给 i2c_adapter 的 algo 指针。

（3）实现 I2C 设备驱动与 i2c_driver 接口，用具体设备 yyy 的 yyy_attach_adapter() 函数指针、 yyy_detach_client() 函数指针和 yyy_command() 函数指针的赋值给 i2c_driver 的 attach_adapter 、 detach_adapter 和 detach_client 指针。

（4）实现 I2C 设备驱动的文件操作接口，即实现具体设备 yyy 的 yyy_read() 、 yyy_write() 和 yyy_ioctl() 函数等。

上述工作中 1 、 2 属于 I2C 总线驱动， 3 、 4 属于 I2C 设备驱动，做完这些工作，系统会增加两个内核模块。