Linux I2C总线详解

概述：

    1.I2C概念

    2.I2C硬件结构图

    3.I2C总线初始化

    4.I2C控制器device 节点添加及driver注册

    5.I2C设备节点添加及driver注册

    5.adapter设备及驱动添加要点及绑定过程

    6.client设备及驱动添加要点及绑定过程

    7.设备是如何使用I2C通讯的

一.I2C概念：

　　I2C是philips提出的外设总线.

　　I2C只有两条线,一条串行数据线:SDA,一条是时钟线SCL ，使用SCL，SDA这两根信号线就实现了设备之间的数据交互，它方便了工程师的布线。

　　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

二.I2C硬件结构图

    2.1 I2C组织结构：

        当前很多ARM内部封装了I2C控制芯片，通过cpu引脚会将控制芯片相关接口暴露出来，通过查看CPU引脚手册会发现存在几组I2C控制引脚(从软件角度讲一个控制器对应一个adapter),将支持I2C设备的SDA与SCL与其中一个控制芯片的对应引脚连接在一起即从硬件上将设备挂载到了I2C控制芯片上，cpu即可通过软件的相关操作来与设备进行通信了

    2.2 I2c设备挂载图

    

    2.3 控制器电路图(已集成进cpu内部)

        

    2.3 设备电路图(以RTC为例)

        I2C设备分两类：(当前RTC芯片支持I2C通信)

            1.采用GPIO模拟

            2.设备支持I2C即存在SDA和SCL引脚

        

    如图2.2所示，控制器与设备是一对多的关系，那么控制器是如何寻找特定的设备呢？

        从控制器的原理图我们看出控制器实际上只有SCL与SDA两个引脚，针对SDA采用分时复用，在和设备通讯时首先通过SDA发送设备的地址，然后再发送和设备交互的数据，此即与I2C协议挂钩了

   三.I2C总线初始化

     I2C总线核心在于i2c-core.c，其注册方式与一般的总线注册方式一样，唯一的区别在于我们注册了一个空的dummy_driver，具体原因留给读者自己分析。

     注意I2c总线初始化调用的是postcore_initcall(i2c_init);，查看其具体的宏我们得知其优先级为2，请留意该优先级，因为与后续的I2c设备驱动注册优先级存在强相关，必须要先有I2c总线，才能将i2c设备挂载到I2c总线上(稍后我们进行具体分析)

#define pure_initcall(fn)          __define_initcall("0",fn,0)

#define core_initcall(fn)          __define_initcall("1",fn,1)

#define core_initcall_sync(fn)        __define_initcall("1s",fn,1s)

#define postcore_initcall(fn)           __define_initcall("2",fn,2)

#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)

#define arch_initcall(fn)          __define_initcall("3",fn,3)

#define arch_initcall_sync(fn)        __define_initcall("3s",fn,3s)

#define subsys_initcall(fn)              __define_initcall("4",fn,4)

#define subsys_initcall_sync(fn)    __define_initcall("4s",fn,4s)

#define fs_initcall(fn)                     __define_initcall("5",fn,5)

#define fs_initcall_sync(fn)            __define_initcall("5s",fn,5s)

#define rootfs_initcall(fn)        __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)

#define device_initcall(fn)              __define_initcall("6",fn,6)

#define device_initcall_sync(fn)    __define_initcall("6s",fn,6s)

#define late_initcall(fn)           __define_initcall("7",fn,7)

#define late_initcall_sync(fn)         __define_initcall("7s",fn,7s)

    分析i2c_init，其只做了2件事，其一添加了一个空的driver，其二想内核注册了I2c总线，至此I2c总线注册完成(so easy！)

    注册总线做了哪些事情呢：

        分析bus_register得知，申请了一个i2c总线的结构体，并将父节点设置为bus，同时将i2c总线结构体挂入bus的维护链表，后续通过遍历该维护链表即可得知支持哪些总线，在sys/bus目录下创建i2c，i2c/driver,i2