linux內核I2C子系統學習（一）

這部分准備分幾個部分進行分析總結

因為I2C的通信肯定至少要有2個芯片完成，所以它的驅動是由2大部分組成：

1. 主芯片的i2c的驅動
2. 從芯片的i2c的驅動

    注：萬一選的都不支持咋辦？？？（慘了，只能2個芯片的驅動都得實現了，不過過程差不多）

 

（一）.主芯片的I2C的驅動：（具體如何實現在后面在具體講解）

 

首先要查看linux內核是否支持主芯片中i2c驅動器，如果支持就配置一下就ok了，否則要編寫主控芯片的i2c驅動器

編寫方法：

第一.要有i2c總線驅動（首先要查查內核i2c文件是否支持這種總線驅動，一般都有支持，如果沒有只好自己倒霉自己寫了）

第二.i2c設備驅動（主控芯片的地址等等信息）

這個過程都是差不多的，以后在分析。

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

 

（二）.從芯片的I2C的驅動：

下面主要分析從芯片的I2C驅動（也有2種方式，第一個是利用內核提供的i2c-dev.c來構建，另一個是自己寫）

主要分析第一種方式：

利用系統給我們提供的i2c-dev.c來實現一個i2c適配器的設備文件。然后通過在應用層操作i2c適配器來控制i2c設備。

i2c-dev.c並沒有針對特定的設備而設計，只是提供了通用的read()、write()和ioctl()等接口，應用層可以借用這些接口訪問掛接在適配器上的i2c設備的存儲空間或寄存器，並控制I2C設備的工作方式。但是read和write方法適用性有限。

所以用ioctl方法來操作：

一般都不會使用i2c-dev.c的read()、write()方法。最常用的是ioctl()方法。ioctl()方法可以實現上面所有的情況（兩種數據格式、以及I2C算法和smbus算法）。

 針對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; /* 標志（讀、寫） */ 
            _ _u16 len; /* msg length */
            _ _u8 *buf; /* pointer to msg data */
        };

針對smbus算法，需要熟悉struct i2c_smbus_ioctl_data。使用的命令是I2C_SMBUS。對於smbus算法，不需要考慮“多開始信號時序”問題。
        struct i2c_smbus_ioctl_data {
            __u8 read_write; //讀、寫
            __u8 command; //命令
            __u32 size; //數據長度標識
            union i2c_smbus_data __user *data; //數據
        };

首先在內核中已經包含了對s3c2410 中的i2c控制器（總線驅動）驅動的支持。提供了i2c算法（非smbus類型的，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,
        };

 

另外一方面需要確定為了實現對AT24C02 e2prom的操作，需要確定從機芯片的地址及讀寫訪問時序。

在網上找了個例子：

具體分析如下：

        #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 
        /*********定義struct i2c_rdwr_ioctl_data和struct i2c_msg，要和內核一致。兩個重要的結構體*******/

　　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這個數量決定了有多少開始信號，對於“單開始時序”，取1*/
        };


        int main()
        {
                int fd,ret;
                struct i2c_rdwr_ioctl_data e2prom_data;
                fd=open("/dev/i2c-0",O_RDWR);        
   /*
 
         為什么是i2c-0呢？？？那就要到內核里看啦，等會再說
      　 open底層調用了i2c_get_adapter(int id)函數，這個函數很重要，他可以識別占用了哪個i2c總線
         使用地0個i2c控制器
        /dev/i2c-0是在注冊i2c-dev.c后產生的，代表一個可操作的適配器。如果不使用i2c-dev.c（這里說啦上面的為什么） 的方式，就沒有，也不需要這個節，i2c_driver結構體中有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針對每個i2c適配器生成一個主設備號位89的設備文件，次設備要自己定義

         */

                if(fd<0)
                {
                        perror("open error");
                }
                e2prom_data.nmsgs=2; 
        /*
        *因為操作時序中，最多是用到2個開始信號（字節讀操作中），所以此將
        *e2prom_data.nmsgs配置為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);/*超時時間*/
                ioctl(fd,I2C_RETRIES,2);/*重復次數*/
                /***write data to e2prom**/
/**/
                e2prom_data.nmsgs=1;
                (e2prom_data.msgs[0]).len=2; //1個 e2prom 寫入目標的地址和1個數據 
                (e2prom_data.msgs[0]).addr=0x50;//e2prom 設備地址
                (e2prom_data.msgs[0]).flags=0; //write
                (e2prom_data.msgs[0]).buf=(unsigned char*)malloc(2);
                (e2prom_data.msgs[0]).buf[0]=0x10;// e2prom 寫入目標的地址
                (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 目標數據的地址
                (e2prom_data.msgs[0]).addr=0x50; // e2prom 設備地址
                (e2prom_data.msgs[0]).flags=0;//write
                (e2prom_data.msgs[0]).buf[0]=0x10;//e2prom數據地址
                (e2prom_data.msgs[1]).len=1;//讀出的數據
                (e2prom_data.msgs[1]).addr=0x50;// e2prom 設備地址 
                (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;//初始化讀緩沖
　　    　　　　  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);釋放i2c總線

　　　   　return 0;

        }

　　以上講述了一種比較常用的利用i2c-dev.c操作i2c設備的方法，這種方法可以說是在應用層完成了對具體i2c設備的驅動工作。

　　接下來准備具體分析如何寫第一部分！