Linux I2C驱动框架（超详细）

Linux I2C驱动框架

一、几个重要的对象

在讨论I2C驱动框架前，先讨论几个重要的概念

1、I2C总线

struct bus_type i2c_bus_type = {
   
   
	.name		= "i2c",
	.match		= i2c_device_match,
	.probe		= i2c_device_probe,
	.remove		= i2c_device_remove,
	.shutdown	= i2c_device_shutdown,
	.pm		= &i2c_device_pm_ops,
};

I2C总线对应着/bus下的一条总线，这个i2c总线结构体管理着i2c设备与I2C驱动的匹配，删除等操作，I2C总线会调用i2c_device_match函数看I2C设备和I2C驱动是否匹配，如果匹配就调用i2c_device_probe函数，进而调用I2C驱动的probe函数

特别提示：i2c_device_match会管理I2C设备和I2C总线匹配规则，这将和如何编写I2C驱动程序息息相关

2、I2C驱动

struct i2c_driver {
   
   
	int (*probe)(struct i2c_client *, const struct i2c_device_id *); //probe函数
	struct device_driver driver; //表明这是一个驱动
	const struct i2c_device_id *id_table; //要匹配的从设备信息(名称)
	int (*detect)(struct i2c_client *, struct i2c_board_info *); //设备探测函数
	const unsigned short *address_list; //设备地址
	struct list_head clients; //设备链表
};

对应的是I2C驱动程序

3、I2C设备

struct i2c_client {
   
   
	unsigned short addr; //设备地址
	char name[I2C_NAME_SIZE]; //设备名称
	struct i2c_adapter *adapter; //设配器，值I2C控制器
	struct i2c_driver *driver; //设备对应的驱动
	struct device dev; //表明这是一个设备
	int irq; //中断号
	struct list_head detected; //节点
};

对应的是I2C设备

4、I2C设配器

I2C设配器是什么？

经过上面的介绍，知道有I2C驱动和I2C设备，我们需要通过I2C驱动去和I2C设备通讯，这其中就需要一个I2C设配器，I2C设配器对应的就是SOC上的I2C控制器

struct i2c_adapter {
   
   
	unsigned int id; //设备器的编号
	const struct i2c_algorithm *algo; //算法，发送时序
	struct device dev; //表明这是一个设备
};

其中的i2c_algorithm是算法的意思，对应的就是如何发送I2C时序

struct i2c_algorithm {
   
   
    /* 作为主设备时的发送函数 */
	int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,
			   int num);

    /* 作为从设备时的发送函数 */
	int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,
			   unsigned short flags, char read_write,
			   u8 command, int size, union i2c_smbus_data *data);
};

小结

I2C驱动有4个重要的东西，I2C总线、I2C驱动、I2C设备、I2C设备器

• I2C总线：维护着两个链表（I2C驱动、I2C设备），管理I2C设备和I2C驱动的匹配和删除等
• I2C驱动：对应的就是I2C设备的驱动程序
• I2C设备：是具体硬件设备的一个抽象
• I2C设配器：用于I2C驱动和I2C设备间的通用，是SOC上I2C控制器的一个抽象

以注册I2C驱动为例，简单讲解I2C总线的运行机制（I2C设备道理相同）

• 1、注册I2C驱动
• 2、将I2C驱动添加到I2C总线的驱动链表中
• 3、遍历I2C总线上的设备链表，根据i2c_device_match函数进行匹配，如果匹配调用i2c_device_probe函数
• 4、i2c_device_probe函数会调用I2C驱动的probe函数

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经过上面的讲解，对I2C驱动框架应该有了基本的了解了，下面通过分析内核源码来深入学习I2C驱动框架

二、内核源码分析

1、注册I2C驱动

编写I2C驱动程序时，通过调用i2c_add_driver函数来注册驱动，下面来分析这个函数发生了什么

static inline int i2c_add_driver(struct i2c_driver *driver)
{
   
   
	return i2c_register_driver(THIS_MODULE, driver);
}

int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
{
   
   
    /*
    	struct bus_type i2c_bus_type = {
			.name		= "i2c",
			.match		= i2c_device_match,
			.probe		= i2c_device_probe,
			.remove		= i2c_device_remove,
			.shutdown	= i2c_device_shutdown,
			.pm		= &i2c_device_pm_ops,
		};
    */
    driver->driver.bus = &i2c_bus_type; // 绑定总线
    
    driver_register(&driver->driver); // 向总线注册驱动
    
    /* 遍历I2C总线上所有设备，调用__process_new_driver函数 */
    bus_for_each_dev(