linux内核I2C子系统学习

因为I2C的通信肯定至少要有2个芯片完成，所以它的驱动是由2大部分组成：

1. 主芯片的i2c的驱动
2. 从芯片的i2c的驱动

    注：万一选的都不支持咋办？？？（惨了，只能2个芯片的驱动都得实现了，不过过程差不多）

 

（一）.主芯片的I2C的驱动：（具体如何实现在后面在具体讲解）

 

首先要查看linux内核是否支持主芯片中i2c驱动器，如果支持就配置一下就ok了，否则要编写主控芯片的i2c驱动器

编写方法：

第一.要有i2c总线驱动（首先要查查内核i2c文件是否支持这种总线驱动，一般都有支持，如果没有只好自己倒霉自己写了）

第二.i2c设备驱动（主控芯片的地址等等信息）

这个过程都是差不多的，以后在分析。

一般的主控芯片的i2c控制器linux内核基本上支持的很好，如：2410的i2c驱动器的支持

 

（二）.从芯片的I2C的驱动：

下面主要分析从芯片的I2C驱动（也有2种方式，第一个是利用内核提供的i2c-dev.c来构建，另一个是自己写）

主要分析第一种方式：

利用系统给我们提供的i2c-dev.c来实现一个i2c适配器的设备文件。然后通过在应用层操作i2c适配器来控制i2c设备。

i2c-dev.c并没有针对特定的设备而设计，只是提供了通用的read()、write()和ioctl()等接口，应用层可以借用这些接口访问挂接在适配器上的i2c设备的存储空间或寄存器，并控制I2C设备的工作方式。但是read和write方法适用性有限。

所以用ioctl方法来操作：

一般都不会使用i2c-dev.c的read()、write()方法。最常用的是ioctl()方法。ioctl()方法可以实现上面所有的情况（两种数据格式、以及I2C算法和smbus算法）。

 针对i2c的算法，需要熟悉struct i2c_rdwr_ioctl_data 、struct i2c_msg。使用的命令是I2C_RDWR。

        struct i2c_rdwr_ioctl_data 

　　　　{

         　　  struct i2c_msg __user *msgs; /* pointers to i2c_msgs */

         　　   __u32 nmsgs; /* number of i2c_msgs */
          };
        struct i2c_msg {
            _ _u16 addr; /* slave address */
            _ _u16 flags; /* 标志（读、写） */ 
            _ _u16 len; /* msg length */
            _ _u8 *buf; /* pointer to msg data */
        };

针对smbus算法，需要熟悉struct i2c_smbus_ioctl_data。使用的命令是I2C_SMBUS。对于smbus算法，不需要考虑“多开始信号时序”问题。
        struct i2c_smbus_ioctl_data {
            __u8 read_write; //读、写
            __u8 command; //命令
            __u32 size; //数据长度标识
            union i2c_smbus_data __user *data; //数据
        };

首先在内核中已经包含了对s3c2410 中的i2c控制器（总线驱动）驱动的支持。提供了i2c算法（非smbus类型的，所以后面的ioctl的命令是I2C_RDWR）
        static const struct i2c_algorithm s3c24xx_i2c_algorithm = {
            .master_xfer = s3c24xx_i2c_xfer,
            .functionality = s3c24xx_i2c_func,
        };

 

另外一方面需要确定为了实现对AT24C02 e2prom的操作，需要确定从机芯片的地址及读写访问时序。

在网上找了个例子：

具体分析如下：

#include <stdio.h>         #include <linux/types.h>         #include <stdlib.h>         #include <fcntl.h>         #include <unistd.h>         #include <sys/types.h>         #include <sys/ioctl.h>         #include <errno.h>         #define I2C_RETRIES 0x0701         #define I2C_TIMEOUT 0x0702         #define I2C_RDWR 0x0707         /*********定义struct i2c_rdwr_ioctl_data和struct i2c_msg，要和内核一致。两个重要的结构体*******/   　　struct i2c_msg         {                 unsigned short addr;                 unsigned short flags;                 unsigned short len;                 unsigned char *buf;         };   struct i2c_rdwr_ioctl_data         {                 struct i2c_msg *msgs;                 int nmsgs;         /* nmsgs这个数量决定了有多少开始信号，对于“单开始时序”，取1*/         };             int main()         {                 int fd,ret;                 struct i2c_rdwr_ioctl_data e2prom_data;                 fd=open("/dev/i2c-0",O_RDWR);        <br>   /*<br> <br>         为什么是i2c-0呢？？？那就要到内核里看啦，等会再说       　 open底层调用了i2c_get_adapter(int id)函数，这个函数很重要，他可以识别占用了哪个i2c总线          使用地0个i2c控制器         /dev/i2c-0是在注册i2c-dev.c后产生的，代表一个可操作的适配器。如果不使用i2c-dev.c（这里说啦上面的为什么） 的方式，就没有，也不需要这个节，i2c_driver结构体中有attach_adapter方法：里面用device_create(i2c_dev_class, &adap->dev,MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr), NULL,"i2c-%d",adap->nr);I2C_MAJOR=89，即i2c-dev.c针对每个i2c适配器生成一个主设备号位89的设备文件，次设备要自己定义            */                   if(fd<0)                 {                         perror("open error");                 }                 e2prom_data.nmsgs=2;         /*         *因为操作时序中，最多是用到2个开始信号（字节读操作中），所以此将         *e2prom_data.nmsgs配置为2         */                 e2prom_data.msgs=(struct i2c_msg*)malloc(e2prom_data.nmsgs*sizeof(struct i2c_msg));                 if(!e2prom_data.msgs)                 {                         perror("malloc error");                         exit(1);                 }                 ioctl(fd,I2C_TIMEOUT,1);/*超时时间*/                 ioctl(fd,I2C_RETRIES,2);/*重复次数*/                 /***write data to e2prom**/ /**/                 e2prom_data.nmsgs=1;                 (e2prom_data.msgs[0]).len=2; //1个 e2prom 写入目标的地址和1个数据                 (e2prom_data.msgs[0]).addr=0x50;//e2prom 设备地址                 (e2prom_data.msgs[0]).flags=0; //write                 (e2prom_data.msgs[0]).buf=(unsigned char*)malloc(2);                 (e2prom_data.msgs[0]).buf[0]=0x10;// e2prom 写入目标的地址                 (e2prom_data.msgs[0]).buf[1]=0x58;//the data to write              ret=ioctl(fd,I2C_RDWR,(unsigned long)&e2prom_data);                 if(ret<0)                 {                         perror("ioctl error1");                 }                 sleep(1);         /******read data from e2prom*******/                 e2prom_data.nmsgs=2;                 (e2prom_data.msgs[0]).len=1; //e2prom 目标数据的地址                 (e2prom_data.msgs[0]).addr=0x50; // e2prom 设备地址                 (e2prom_data.msgs[0]).flags=0;//write                 (e2prom_data.msgs[0]).buf[0]=0x10;//e2prom数据地址                 (e2prom_data.msgs[1]).len=1;//读出的数据                 (e2prom_data.msgs[1]).addr=0x50;// e2prom 设备地址                 (e2prom_data.msgs[1]).flags=I2C_M_RD;//read                 (e2prom_data.msgs[1]).buf=(unsigned char*)malloc(1);//存放返回值的地址。                 (e2prom_data.msgs[1]).buf[0]=0;//初始化读缓冲 　　    　　　　  ret=ioctl(fd,I2C_RDWR,(unsigned long)&e2prom_data);                 if(ret<0)                 {                         perror("ioctl error2");                 }                 printf("buff[0]=%x/n",(e2prom_data.msgs[1]).buf[0]);                  close(fd);   　　　   　i2c_put_adapter(client->adapter);释放i2c总线   　　　   　return 0;           }

　　以上讲述了一种比较常用的利用i2c-dev.c操作i2c设备的方法，这种方法可以说是在应用层完成了对具体i2c设备的驱动工作。

　　接下来准备具体分析如何写第一部分！