Linux下使用I2C总线读写 EEPROM（读写i2c从设备通用程序）

本文介绍了在Linux环境下使用I2C总线读写i2c从设备的通用程序，特别讨论了在64位处理器上遇到的"Bad address"和"Input/output error"问题及其解决方案，并提供了EEPROM与Flash的使用场景对比。程序以24C02为例，展示了如何解决写操作后需要适当延迟以及选择正确的I2C总线等问题。

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 Linux下使用ＩＩＣ总线 读写i2c从设备寄存器

by 韩大卫 @吉林师范大学

handawei@jusontech.com

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2012.7.16

1，本文给出了linux 下使用IIC总线读写i2c从设备的实现程序。
2,  本文给出了在编程中遇到的几种非常隐蔽的错误的解决方法。
3，本文的读写程序非常通用：

i2c -d /dev/i2c-1 -s 0x51 0x05 18    -----Write 18 to the register: 0x05 of the i2c-slave address: 0x51

i2c -d /dev/i2c-10 0x57 0x05           ------Read the register: 0x05 of the i2c-slave address: 0x57

i2c 0x40 0x0f  ----- 在默认路径下读 i2c 从设备地址为0x40的 0x0f的地址（或寄存器地址）

4，本程序以EEPROM为例，最后出了如何读写i2c下的从设备的通用程序，而不是针对于EEPROM这一种芯片。另篇文章《linux下使用i2c总线与E2PROM通信》中有针对

EEPROM的一些操作。但原理是与本文相同的。

 我们嵌入式系统中的E2PROM 是 24C02.先简单了解一下这款芯片：

AT24C02的存储容量为2Kb，内容分成32页，每页8B，共256B，操作时有两种寻址方式：芯片寻址和片内子地址寻址。 
　　（1）芯片寻址：AT24C02的芯片地址为1010，其地址控制字格式为 1010A2A1A0R/W。其中A2，A1，A0可编程地址选择位。A2，A1，A0引脚接高、
低电平后得到确定的三位编码，与1010形成7位编码， 即为该器件的地址码。R/W为芯片读写控制位，该位为0，表示芯片进行写操作。 
　　（2）片内子地址寻址：芯片寻址可对内部256B中的任一个进行读/写操作，其寻址范围为00~FF，共256个寻址单位。

我们采用的是第2种 寻址方式。


另外，有一个问题需要了解一下，就是EEPROM 与flash , 什么时候使用EEPROM，什么时候用FLASH合适。
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 From Www.baidu.com :

　Flash存储器又称闪存，它结合了ROM和RAM的长处，不仅具备电子可擦除可编程（EEPROM）的性能，还可以快速读取数据（NVRAM的优势），使数据不会因为断电而
丢失。U盘和MP3里用的就是这种存储器。用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码，或者直接当硬盘使用（U盘）。 

一， EEPROM以单字节读写，FLASH部分芯片只能以块方式擦除(整片擦除),部分芯片可以单字节写入(编程),一般需要采用块写入方式； 


二，FLASH比EEPROM读写速度更快，可靠性更高。

三，价格方面比较，FLASH比EEPROM贵。 

So，我们的版卡参数信息，等一些固定的,小量的，不需要经常修改资料信息放在EEPROM中。而flash作为存储程序的存储器，存放操作系统代码等需要快速读写的，
经常访问的数据。


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先介绍下遇到的一些问题：

问题一： Bad address

在使用ioctl 在用户层将包装好的data 发送给内核，但是运行结果显示：

 error = Bad address
我原来以为是不是给我访问地址不对， 可是地址是正确的。

后来看到了报错的位置:

在内核代码 driver/i2c/i2c-dev.c ，函数i2cdev_ioctl_rdrw（）中

if (copy_from_user(&rdwr_arg,
				(struct i2c_rdwr_ioctl_data __user *)arg,
				 sizeof(rdwr_arg)))
 			 return -EFAULT;

这条语句返回了错误提示bad address 。
经过查资料，出错的非常原因隐蔽又非常简单：
  copy_to_user的定义是：    
  copy_to_user ( void  __user  *  to ,   const   void   *  from ,   unsigned   long  n );  
   
 可是这个unsigned long 在32bit的处理器上是等于 unsigned int 的，都是4个字节，32bit。
所以我最初在eeprom_io.h中有这样的定义：typedef unsigned long u32;
在eeprom_io.c中：ioctl(fd, I2C_RDWR, (u32)iocs);

我们的版卡的处理器是64bit mips系列处理器，unsigned long 就是8个字节，64bit。交叉编译器不会报错的。但运行后就会由于字节的问题一直有 Bad address的
错误反馈。这误导我单纯了认为是地址不对。
后来我将typedef unsigned long u32 改为 typedef unsigned long u64;
ioctl(fd, I2C_RDWR, (u64)iocs) 。才将这个问题解决。


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问题二，程序执行一次write 后再执行write的时候出现：


Input/output error

同样的，执行一次write 后再执行 read 也有这样的错误。

我将addr改为   0x90,0x10  。运行结果都是报错： Input output error

找到报错的位置：
是在  XXX_i2c_xfer () 中下的一的执行函数： octeon_i2c_simple_write（）