Linux|Linux驱动子系统之I2C(3) I2C|subsystem|I2C子系统|driver

3i2c-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

static int __init i2c_dev_init(void) { res= register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops); i2c_dev_class= class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev"); /*Keep track of adapters which will be added or removed later */ res= bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier); /*绑定已经存在的适配器 */ i2c_for_each_dev(NULL,i2cdev_attach_adapter); }

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：

而不适合多开始信号的情况：

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：

/* This is the structure as used in theI2C_RDWR ioctl call */ struct i2c_rdwr_ioctl_data { structi2c_msg __user *msgs; /* pointersto i2c_msgs */ __u32nmsgs; /* number ofi2c_msgs */ };

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

struct i2c_msg { __u16addr; /* slave address*/ __u16flags; /* 默认为写入 */ #define I2C_M_TEN0x0010/*this is a ten bit chip address */ #define I2C_M_RD0x0001/* read data,from slave to master */ #define I2C_M_NOSTART0x4000/* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ #define I2C_M_REV_DIR_ADDR0x2000/*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ #define I2C_M_IGNORE_NAK0x1000/*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ #define I2C_M_NO_RD_ACK0x0800/* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ #define I2C_M_RECV_LEN0x0400/* length will be first received byte */ __u16len; /* msg length*/ __u8*buf; /* pointer to msgdata*/ };

使用i2cdev_ioctl函数的I2C_RDWR指令会调用到i2cdev_ioctl_rdrw函数：

static noinline inti2cdev_ioctl_rdrw(struct i2c_client *client, unsignedlong arg) { structi2c_rdwr_ioctl_data rdwr_arg; structi2c_msg *rdwr_pa; u8__user **data_ptrs; inti, res; if(copy_from_user(&rdwr_arg, (struct i2c_rdwr_ioctl_data __user *)arg, sizeof(rdwr_arg))) return-EFAULT; if(rdwr_arg.nmsgs > I2C_RDRW_IOCTL_MAX_MSGS) return-EINVAL; rdwr_pa= kmalloc(rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg), GFP_KERNEL); if(copy_from_user(rdwr_pa, rdwr_arg.msgs, rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg))) { kfree(rdwr_pa); return-EFAULT; } res= i2c_transfer(client->adapter, rdwr_pa, rdwr_arg.nmsgs); while(i-- > 0) { if(res >= 0 && (rdwr_pa[i].flags & I2C_M_RD)) { if(copy_to_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].buf, rdwr_pa[i].len)) res= -EFAULT; } kfree(rdwr_pa[i].buf); } }

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：

AT24C08任意地址字节写的时序：

下面的代码可以按照上面的两个图来阅读：

#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include int main() { intfd, ret; unsignedchar rdwr_addr = 0x42; /* e2prom 读写地址 */ unsignedchar device_addr = 0x50; /* e2prom 设备地址 */ unsignedchar data = https://www.it610.com/article/0x12; /* 向e2prom写的数据 */ structi2c_rdwr_ioctl_data e2prom_data; fd= open("/dev/i2c/0", O_RDWR); if(fd < 0) { perror("openerror"); exit(1); } e2prom_data.msgs= (struct i2c_msg *)malloc(e2prom_data.nmsgs * \ sizeof(structi2c_msg)); if(e2prom_data.msgs == NULL) { perror("mallocerror"); exit(1); } ioctl(fd,I2C_TIMEOUT, 1); /* 设置超时 */ ioctl(fd,I2C_RETRIES, 2); /* 设置重试次数 */ /*向e2prom的rdwr_addr地址写入数据data*/ e2prom_data.nmsgs= 1; e2prom_data.msgs[0].len= 2; e2prom_data.msgs[0].addr= device_addr; e2prom_data.msgs[0].flags= 0; /* write */ e2prom_data.msgs[0].buf= (unsigned char *)malloc(2); e2prom_data.msgs[0].buf[0]= rdwr_addr; /* write address */ e2prom_data.msgs[0].buf[1]= data; /* write data */ ret= ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data); if(ret < 0) { perror("writedata error"); exit(1); } printf("writedata: %d to address: %#x\n", data, rdwr_addr); data= https://www.it610.com/article/0; /* be zero*/ /*从e2prom的rdwr_addr地址读取数据存入buf*/ e2prom_data.nmsgs= 2; e2prom_data.msgs[0].len= 1; e2prom_data.msgs[0].addr= device_addr; //e2prom_data.msgs[0].flags= 0; /* write */ e2prom_data.msgs[0].buf= &rdwr_addr; e2prom_data.msgs[1].len= 1; e2prom_data.msgs[1].addr= device_addr; e2prom_data.msgs[1].flags= 1; /* read */ e2prom_data.msgs[1].buf= &data; ret= ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data); if(ret < 0) { perror("readerror"); exit(1); } printf("readdata: %d from address: %#x\n", data,rdwr_addr); free(e2prom_data.msgs); close(fd); return0; }

在mini2440开发板上已经实验成功。

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