从 Sysfs 到应用层：深入解析 I2C EEPROM 驱动底层实现

在嵌入式开发中，EEPROM 作为一种重要的非易失性存储设备，广泛用于保存配置数据和校准参数。本文以 /sys/bus/i2c/drivers/at24/eeprom 为例，从底层驱动的视角详细解析其实现原理及核心技术点，帮助开发者理解如何将硬件功能抽象为用户友好的文件接口。

1. 什么是 Sysfs？

Sysfs 是 Linux 内核中的一个虚拟文件系统，位于 /sys 目录下，用于提供用户空间与内核对象之间的接口。它的设计目标是通过文件系统抽象硬件设备，使开发者能够以文件操作的形式与设备交互。

Sysfs 的特点：

• 直观性：硬件设备被映射为文件或目录，操作简单。
• 可编程性：支持用户态对设备的动态配置。
• 内核模块化：通过接口绑定，简化驱动开发。

对于 I2C EEPROM 设备，其内容被映射到 Sysfs 文件中，例如 /sys/bus/i2c/drivers/at24/eeprom，用户可以直接读取或写入该文件来操作硬件。

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2. EEPROM 驱动的整体框架

EEPROM 驱动的核心目标是将设备存储区暴露为文件接口，涉及的主要技术点包括：

• I2C 驱动框架：基于 Linux 的 I2C 子系统，负责与 EEPROM 设备通信。
• 设备树支持：通过设备树描述硬件设备参数。
• Sysfs 文件创建：将 EEPROM 数据区域映射为用户空间文件。
• 读写操作实现：处理用户态的读写请求并映射到 I2C 传输。

2.1 驱动代码的基本结构

EEPROM 驱动 at24 是一个典型的 Linux 驱动，核心结构如下：

static struct i2c_driver at24_driver = {
   
    .driver = {
   
        .name = "at24",
    },
    .probe = at24_probe,
    .remove = at24_remove,
    .id_table = at24_ids,
};

主要函数：

• at24_probe：初始化设备并注册相关资源。
• at24_remove：设备移除时释放资源。
• at24_ids：支持的设备列表。

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3. 设备树的配置

在现代嵌入式系统中ÿ