IIC設備是一種通過IIC總線連接的設備，由於其簡單性，被廣泛引用於電子系統中。在現代電子系統中，有很多的IIC設備需要進行相互之間通信
IIC總線是由PHILIPS公司開發的兩線式串行總線，用於連接微處理器和外部IIC設備。IIC設備產生於20世紀80年代，最初專用與音頻和視頻設備，現在在各種電子設備中都廣泛應用
IIC總線有兩條總線線路，一條是串行數據線（SDA），一條是串行時鍾線（SCL）。SDA負責數據傳輸，SCL負責數據傳輸的時鍾同步。IIC設備通過這兩條總線連接到處理器的IIC總線控制器上。一種典型的設備連接如圖：
與其他總線相比，IIC總線有很多重要的特點。在選擇一種設備來完成特定功能時，這些特點是選擇IIC設備的重要依據。
主要特點：
1，每一個連接到總線的設備都可以通過唯一的設備地址單獨訪問
2，串行的8位雙向數據傳輸，位速率在標准模式下可達到100kb/s;快速模式下可以達到400kb/s;告訴模式下可以達到3.4Mb/s
3，總線長度最長7.6m左右
4，片上濾波器可以增加抗干擾能力，保證數據的完成傳輸
5，連接到一條IIC總線上的設備數量只受到最大電容400pF的限制
6，它是一個多主機系統，在一條總線上可以同時有多個主機存在，通過沖突檢測方式和延時等待防止數據不被破壞。同一時間只能有一個主機占用總線
IIC總線在傳輸數據的過程中有3種類型的信號：開始信號、結束信號、和應答信號
>>開始信號(S): 當SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，表示將要開始傳輸數據
>>結束信號(P):當SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，表示結束傳輸數據
>>響應信號(ACK): 從機接收到8位數據后，在第9個周期，拉低SDA電平，表示已經收到數據。這個信號稱為應答信號
開始信號和結束信號的波形如下圖：
主機：IIC總線中發送命令的設備，對於ARM處理器來說，主機就是IIC控制器
從機：接受命令的設備
主機向從機發送數據：
主機通過數據線SDA向從機發送數據。當總線空閑時，SDA和SCL信號都處於高電平。主機向從機發送數據的過程：
1，當主機檢測到總線空閑時，主機發出開始信號
2，主機發送8位數據。這8位數據的前7位表示從機地址，第8位表示數據的傳輸方向。這時，第8位為0，表示向從機發送數據
3，被選中的從機發出響應信號ACK
4，從機傳輸一系列的字節和響應位
5，主機接受這些數據，並發出結束信號P，完成本次數據傳輸
由上圖可知，IIC控制器主要是由4個寄存器來完成所有的IIC操作的。
IICCON：控制是否發出ACK信號，是否開啟IIC中斷
IICSTAT：
IICADD：掛載到總線上的從機地址。該寄存器的[7:1]表示從機地址。IICADD寄存器在串行輸出使能位IICSTAT[4]為0時，才可以寫入；在任何時候可以讀出
IICDS：保存將要發送或者接收到的數據。IICCDS在串行輸出使能IICSTAT[4]為1時，才可以寫入；在任何時間都可以讀出
因為IIC設備種類太多，如果每一個IIC設備寫一個驅動程序，那么顯得內核非常大。不符合軟件工程代碼復用，所以對其層次話：
這里簡單的將IIC設備驅動分為設備層、總線層。理解這兩個層次的重點是理解4個數據結構，這4個數據結構是i2c_driver、i2c_client、i2c_algorithm、i2c_adapter。i2c_driver、i2c_client屬於設備層；i2c_algorithm、i2c_adapter屬於總線型。如下圖：
設備層關系到實際的IIC設備，如芯片AT24C08就是一個IIC設備。總線層包括CPU中的IIC總線控制器和控制總線通信的方法。
值得注意的是：一個系統中可能有很多個總線層，也就是包含多個總線控制器；也可能有多個設備層，包含不同的IIC設備
由IIC總線規范可知，IIC總線由兩條物理線路組成，這兩條物理線路是SDA和SCL。只要連接到SDA和SCL總線上的設備都可以叫做IIC設備。一個IIC設備由i2c_client數據結構進行描述：
struct i2c_client
{
unsigned short flags; //標志位
unsigned short addr; //設備的地址，低7位為芯片地址
char name[I2C_NAME_SIZE]; //設備的名稱，最大為20個字節
struct i2c_adapter *adapter; //依附的適配器i2c_adapter，適配器指明所屬的總線
struct i2c_driver *driver; //指向設備對應的驅動程序
struct device dev; //設備結構體
int irq; //設備申請的中斷號
struct list_head list; //連接到總線上的所有設備
struct list_head detected; //已經被發現的設備鏈表
struct completion released; //是否已經釋放的完成量
};
設備結構體i2c_client中addr的低8位表示設備地址。設備地址由讀寫位、器件類型和自定義地址組成，如下圖：
第7位是R/W位，0表示寫，2表示讀，所以I2C設備通常有兩個地址，即讀地址和寫地址
類型器件由中間4位組成，這是由半導體公司生產的時候就已經固化了。
自定義類型由低3位組成。由用戶自己設置，通常的做法如EEPROM這些器件是由外部I芯片的3個引腳所組合電平決定的（A0,A1,A2）。A0,A1,A2 就是自定義的地址碼。自定義的地址碼只能表示8個地址，所以同一IIC總線上同一型號的芯片最多只能掛載8個。
AT24C08的自定義地址碼如圖：A0,A1,A2接低電平，所以自定義地址碼為0；
如果在兩個不同IIC總線上掛接了兩塊類型和地址相同的芯片，那么這兩塊芯片的地址相同。這顯然是地址沖突，解決的辦法是為總線適配器指定一個ID號，那么新的芯片地址就由總線適配器的ID和設備地址組成
除了地址之外，IIC設備還有一些重要的注意事項：
1，i2c_client數據結構是描述IIC設備的“模板”，驅動程序的設備結構中應包含該結構
2，adapter指向設備連接的總線適配器，系統可能有多個總線適配器。內核中靜態指針數組adapters記錄所有已經注冊的總線適配器設備
3，driver是指向設備驅動程序，這個驅動程序是在系統檢測到設備存在時賦值的
IIC設備驅動 i2c_driver:
struct i2c_driver
{
int id; //驅動標識ID
unsigned int class; //驅動的類型
int (*attach_adapter)(struct i2c_adapter *); //當檢測到適配器時調用的函數
int (*detach_adapter)(struct i2c_adapter*); //卸載適配器時調用的函數
int (*detach_client)(struct i2c_client *) __deprecated; //卸載設備時調用的函數
//以下是一種新類型驅動需要的函數，這些函數支持IIC設備動態插入和拔出。如果不想支持只實現上面3個。要不實現上面3個。要么實現下面5個。不能同時定義
int (*probe)(struct i2c_client *,const struct i2c_device_id *); //新類型設備探測函數
int (*remove)(struct i2c_client *); //新類型設備的移除函數
void (*shutdown)(struct i2c_client *); //關閉IIC設備
int (*suspend)(struct i2c_client *,pm_messge_t mesg); //掛起IIC設備
int (*resume)(struct i2c_client *); //恢復IIC設備
int (*command)(struct i2c_client *client,unsigned int cmd,void *arg); //使用命令使設備完成特殊的功能。類似ioctl（）函數
struct devcie_driver driver; //設備驅動結構體
const struct i2c_device_id *id_table; //設備ID表
int (*detect)(struct i2c_client *,int kind,struct i2c_board_info *); //自動探測設備的回調函數
const struct i2c_client_address_data *address_data; //設備所在的地址范圍
struct list_head clients; //指向驅動支持的設備
};
結構體i2c_driver和i2c_client的關系較為簡單，其中i2c_driver表示一個IIC設備驅動，i2c_client表示一個IIC設備。關系如下圖：
IIC總線適配器就是一個IIC總線控制器，在物理上連接若干個IIC設備。IIC總線適配器本質上是一個物理設備，其主要功能是完成IIC總線控制器相關的數據通信：
struct i2c_adapter
{
struct module *owner; //模塊計數
unsigned int id; //alogorithm的類型，定義於i2c_id.h中
unsigned int class; //允許探測的驅動類型
const struct i2c_algorithm *algo; //指向適配器的驅動程序
void *algo_data; //指向適配器的私有數據，根據不同的情況使用方法不同
int (*client_register)(struct i2c_client *); //設備client注冊時調用
int (*client_unregister(struct i2c_client *); //設備client注銷時調用
u8 level;
struct mutex bus_lock; //對總線進行操作時，將獲得總線鎖
struct mutex clist_lock ; //鏈表操作的互斥鎖
int timeout; //超時
int retries; //重試次數
struct device dev; //指向 適配器的設備結構體
int nr ;
struct list_head clients; //連接總線上的設備的鏈表
char name[48]; //適配器名稱
struct completion dev_released; //用於同步的完成量
};
每一個適配器對應一個驅動程序，該驅動程序描述了適配器與設備之間的通信方法:
struct i2c_algorithm
{
int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msg, int num); //傳輸函數指針，指向實現IIC總線通信協議的函數，用來確定適配器支持那些傳輸類型
int (*smbus_xfer)(struct i2c_adapter *adap, u16 addr, unsigned short flags, char read_write, u8 command, int size, union i2c_smbus_data *data); //smbus方式傳輸函數指針，指向實現SMBus總線通信協議的函數。SMBus和IIC之間可以通過軟件方式兼容，所以這里提供了一個函數，但是一般都賦值為NULL
u32 (*functionality)(struct i2c_adapter *); //返回適配器支持的功能
};
IIC設備驅動程序大致可以分為設備層和總線層。設備層包括一個重要的數據結構，i2c_client。總線層包括兩個重要的數據結構，分別是i2c_adapter和i2c_algorithm。一個i2c_algorithm結構表示適配器對應的傳輸數據方法。3個數據結構關系：
IIC設備層次結構較為簡單，但是寫IIC設備驅動程序卻相當復雜。
IIC設備驅動程序的步驟：
IIC子系統：
IIC子系統是作為模塊加載到系統中的。
初始化函數：
static int __init i2c_init(void)
{
int retval; //返回值，成功0，錯誤返回負值
retval = bus_register(&i2c_bus_type); //注冊一條IIC的BUS總線
if (retval)
return retval;
retval = class_register(&i2c_adapter_class); //注冊適配器類，用於實現sys文件系統的部分功能
if (retval)
goto bus_err;
retval = i2c_add_driver(&dummy_driver); //將一個空驅動程序注冊到IIC總線中
if (retval)
goto class_err;
return 0;
class_err:
class_unregister(&i2c_adapter_class); //類注銷
bus_err:
bus_unregister(&i2c_bus_type); //總線注銷
return retval;
}
struct bus_type i2c_bus_type = {
.name = "i2c",
.dev_attrs = i2c_dev_attrs,
.match = i2c_device_match,
.uevent = i2c_device_uevent,
.probe = i2c_device_probe,
.remove = i2c_device_remove,
.shutdown = i2c_device_shutdown,
.suspend = i2c_device_suspend,
.resume = i2c_device_resume,
};
static struct class i2c_adapter_class = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "i2c-adapter",
.dev_attrs = i2c_adapter_attrs,
};
static struct i2c_driver dummy_driver = {
.driver.name = "dummy",
.probe = dummy_probe,
.remove = dummy_remove,
.id_table = dummy_id,
};
IIC子系統退出函數：
static void __exit i2c_exit(void)
{
i2c_del_driver(&dummy_driver); //注銷IIC設備驅動程序，主要功能是去掉總線中的該設備驅動程序
class_unregister(&i2c_adapter_class); //注銷適配器類
bus_unregister(&i2c_bus_type); //注銷I2C總線
}
適配器驅動程序是IIC設備驅動程序需要實現的主要驅動程序，這個驅動程序需要根據具體的適配器硬件來編寫。
I2c_adapter結構體為描述各種IIC適配器提供了“模板",它定義了注冊總線上所有設備的clients鏈表、指向具體IIC適配器的總線通信方法I2c_algorithm的algo指針、實現i2c總線的操作原子性的lock信號量。但i2c_adapter結構體只是所有適配器的共有屬性，並不能代表所有類型的適配器
s3c2440對應的適配器為：
struct s3c24xx_i2c {
spinlock_t lock; //lock自旋鎖
wait_queue_head_t wait; //等待隊列頭。由於IIC設備是低速設備，所以可以采取“阻塞-中斷”的驅動模型，即讀寫i2c設備的用戶程序在IIC設備操作期間進入阻塞狀態，待IIC操作完成后，總線適配器將引發中斷，再將相應的中斷處理函數中喚醒受阻的用戶進程。該隊列用來放阻塞的進程
unsigned int suspended:1; //設備是否掛起
struct i2c_msg *msg; //從適配器到設備一次傳輸的單位，用這個結構體將數據包裝起來便於操作 ，
unsigned int msg_num; //表示消息的個數
unsigned int msg_idx; //表示第幾個消息。當完成一個消息后，該值增加
unsigned int msg_ptr; //總是指向當前交互中要傳送、接受的下一個字節，在i2c_msg.buf中的偏移量位置
unsigned int tx_setup; //表示寫IIC設備寄存器的一個時間，這里被設置為50ms
unsigned int irq; //適配器申請的中斷號
enum s3c24xx_i2c_state state; //表示IIC設備目前的狀態
unsigned long clkrate; //時鍾速率
void __iomem *regs; //IIC設備寄存器地址
struct clk *clk; //對應的時鍾
struct device *dev; //適配器對應的設備結構體
struct resource *ioarea; //適配器的資源
struct i2c_adapter adap; //適配器主體結構體
#ifdef CONFIG_CPU_FREQ
struct notifier_block freq_transition;
#endif
};
enum s3c24xx_i2c_state {
STATE_IDLE,
STATE_START,
STATE_READ,
STATE_WRITE,
STATE_STOP
};
struct i2c_msg
{
__u16 addr; //IIC設備地址。 這個字段說明一個適配器在獲得總線控制權后，可以與多個IIC設備進行交互。
__u16 flags; //消息類型標志 。
#define I2C_M_TEN 0x0010 //這是有10位地址芯片
#define I2C_M_RD 0x0001 //表示從 從機到主機讀數據
#define I2C_M_NOSTART 0x4000 // FUNC_PROTOCOL_MANLING協議的相關標志
#define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000 //FUNC_PROTOCOL_MANLING協議的相關標志
#define I2C_M_IGNORE_NAK 0x1000 //FUNC_PROTOCOL_MANLING協議的相關標志
#define I2C_M_NO_RD_ACK 0x0800 //FUNC_PROTOCOL_MANLING協議的相關標志
#define I2C_M_RECV_LEN 0x0400 //第一次接收的字節長度
__u16 len; //消息字節長度
__u8 * buf; //指向消息數據的緩沖區
};
當拿到一塊新的電路板，並研究了響應的IIC適配器之后，就應該使用內核提供的框架函數向IIC子系統添加一個新的適配器
過程：
1，分配一個IIC適配器，並初始化相應的變量
2，使用i2c_add_adapter()函數向IIC子系統添加適配器結構體i2c_adapter。這個結構體已經在第一步初始化了：
int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
{
int id, res = 0;
retry:
if (idr_pre_get(&i2c_adapter_idr, GFP_KERNEL) == 0) //存放分配ID號的內存
return -ENOMEM; //內存分配失敗
mutex_lock(&core_lock); //鎖定內核鎖
/* "above" here means "above or equal to", sigh */
res = idr_get_new_above(&i2c_adapter_idr, adapter,
__i2c_first_dynamic_bus_num, &id); //分配ID號，並將ID號和指針關聯
mutex_unlock(&core_lock); //釋放內核鎖
if (res < 0) {
if (res == -EAGAIN)
goto retry; //分配失敗，重試
return res;
}
adapter->nr = id;
return i2c_register_adapter(adapter); // 注冊適配器設備
}
關於IDR機制，請參考：http://www.cnblogs.com/lfsblack/archive/2012/09/15/2686557.html
static DEFINE_IDR(i2c_adapter_idr);
通過ID號獲得適配器指針：
struct i2c_adapter* i2c_get_adapter(int id)
{
struct i2c_adapter *adapter; //適配器指針
mutex_lock(&core_lock); //鎖定內核鎖
adapter = (struct i2c_adapter *)idr_find(&i2c_adapter_idr, id); //通過ID號，查詢適配器指針
if (adapter && !try_module_get(adapter->owner)) //適配器引用計數+1
adapter = NULL;
mutex_unlock(&core_lock); //釋放內核鎖
return adapter;
}
適配器卸載函數：
主要任務：注銷適配器的數據結構，刪除總線上的所有設備的I2c_client數據結構和對應的i2c_driver驅動程序，並減少其代表總線上所有設備的相應驅動程序數據結構的引用計數（如果到達0，則卸載設備驅動程序）：
int i2c_del_adapter(struct i2c_adapter *adap)
{
struct i2c_client *client, *_n;
int res = 0;
mutex_lock(&core_lock);
/* First make sure that this adapter was ever added */
if (idr_find(&i2c_adapter_idr, adap->nr) != adap) { //查找要卸載的適配器
pr_debug("i2c-core: attempting to delete unregistered "
"adapter [%s]\n", adap->name);
res = -EINVAL;
goto out_unlock;
}
/* Tell drivers about this removal */
res = bus_for_each_drv(&i2c_bus_type, NULL, adap,
i2c_do_del_adapter);
if (res)
goto out_unlock;
/* detach any active clients. This must be done first, because
* it can fail; in which case we give up. */
list_for_each_entry_safe_reverse(client, _n, &adap->clients, list) {
struct i2c_driver *driver;
driver = client->driver;
/* new style, follow standard driver model */
if (!driver || is_newstyle_driver(driver)) {
i2c_unregister_device(client);
continue;
}
/* legacy drivers create and remove clients themselves */
if ((res = driver->detach_client(client))) {
dev_err(&adap->dev, "detach_client failed for client "
"[%s] at address 0x%02x\n", client->name,
client->addr);
goto out_unlock;
}
}
/* clean up the sysfs representation */
init_completion(&adap->dev_released);
device_unregister(&adap->dev); 設備注銷
/* wait for sysfs to drop all references */
wait_for_completion(&adap->dev_released);
/* free bus id */
idr_remove(&i2c_adapter_idr, adap->nr); //刪除IDR，ID號
dev_dbg(&adap->dev, "adapter [%s] unregistered\n", adap->name);
/* Clear the device structure in case this adapter is ever going to be
added again */
memset(&adap->dev, 0, sizeof(adap->dev));
out_unlock:
mutex_unlock(&core_lock);
return res;
}
IIC總線通信方法s3c24xx_i2c_algorithm結構體：
static const struct i2c_algorithm s3c24xx_i2c_algorithm = {
.master_xfer = s3c24xx_i2c_xfer,
.functionality = s3c24xx_i2c_func,
};
這里只實現了IIC總線通信協議
通信方法因不同的適配器有所不同，要跟據具體的硬件來實現
協議支持函數s3c24xx_i2c_func()
該函數返回總線支持的協議，如I2C_FUNC_I2C、I2C_FUNC_SMBUS_EMUL、I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING協議：
static u32 s3c24xx_i2c_func(struct i2c_adapter *adap)
{
return I2C_FUNC_I2C | I2C_FUNC_SMBUS_EMUL | I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING;
}
傳輸函數s3c24xx_i2c_xfer():
static int s3c24xx_i2c_xfer(struct i2c_adapter *adap,
struct i2c_msg *msgs, int num)
{
struct s3c24xx_i2c *i2c = (struct s3c24xx_i2c *)adap->algo_data; //從適配器的私有數據中獲得適配器s3c24xx_i2c結構體
int retry; //傳輸錯誤重發次數
int ret; //返回值
for (retry = 0; retry < adap->retries; retry++) {
ret = s3c24xx_i2c_doxfer(i2c, msgs, num); //傳輸到IIC設備的具體函數
if (ret != -EAGAIN)
return ret;
dev_dbg(i2c->dev, "Retrying transmission (%d)\n", retry); //重試信息
udelay(100); //延時100us
}
return -EREMOTEIO; // I/O錯誤
}
真正的傳輸函數：
static int s3c24xx_i2c_doxfer(struct s3c24xx_i2c *i2c,
struct i2c_msg *msgs, int num)
{
unsigned long timeout; //定義一個傳輸超時時間
int ret; //返回值，傳輸消息的個數
if (i2c->suspended) //如果適配器處於掛起省電狀態，則返回
return -EIO;
ret = s3c24xx_i2c_set_master(i2c); //將適配器設為主機發送狀態，判斷總線忙閑狀態
if (ret != 0) { //如果總線繁忙，則傳輸失敗
dev_err(i2c->dev, "cannot get bus (error %d)\n", ret);
ret = -EAGAIN;
goto out;
}
spin_lock_irq(&i2c->lock); //操作適配器的自旋鎖鎖定，每次只允許一個進程傳輸數據，其他進程無法獲得總線
i2c->msg = msgs; //傳輸的消息指針
i2c->msg_num = num; //傳輸的消息個數
i2c->msg_ptr = 0; //當前要傳輸的字節在消息中的偏移
i2c->msg_idx = 0; //消息數組的索引
i2c->state = STATE_START;
s3c24xx_i2c_enable_irq(i2c); //啟動適配器中斷信號，允許適配器發出中斷
s3c24xx_i2c_message_start(i2c, msgs); //當調用該函數啟動 數據發送后，當前進程進入睡眠狀態，等待中斷到來，所以通過wait_event_timeout()函數將自己掛起到s3c24xx_i2c.wait等待隊列上，直到等待的條件"i2c->msg_num == 0"為真，或者5s超時后才能喚醒。注意一次i2c操作可能要涉及多個字節，只有第一個字節發送是在當前進程的文件系統操作執行流中進行的，該字節操作的完成及后繼字節的寫入都由中斷處理程序來完成。在此期間當前進程掛起在s3c24xx_i2c.wait等待隊列上
spin_unlock_irq(&i2c->lock);
timeout = wait_event_timeout(i2c->wait, i2c->msg_num == 0, HZ * 5);
ret = i2c->msg_idx;
/* having these next two as dev_err() makes life very
* noisy when doing an i2cdetect */
if (timeout == 0) //在規定的時間內，沒有成功的寫入數據
dev_dbg(i2c->dev, "timeout\n");
else if (ret != num) //未寫完規定的消息個數，則失敗
dev_dbg(i2c->dev, "incomplete xfer (%d)\n", ret);
/* ensure the stop has been through the bus */
msleep(1); //睡眠1ms，使總線停止
out:
return ret;
}
enum s3c24xx_i2c_state {
STATE_IDLE, //總線空閑狀態
STATE_START, //總線開始狀態
STATE_READ, //總線寫數據狀態
STATE_WRITE, //總線讀書據狀態
STATE_STOP //總線停止狀態
};
判斷總線閑忙狀態s3c24xx_i2c_set_master()：
在適配器發送數據以前，需要判斷總線的忙閑狀態。讀取IICSTAT寄存器的[5]位，可以判斷總線的忙閑狀態。當為0時，總線空閑；當為1時總線繁忙：
static int s3c24xx_i2c_set_master(struct s3c24xx_i2c *i2c)
{
unsigned long iicstat; //用於存儲IICSTAT的狀態
int timeout = 400; //嘗試400次，獲得總線
while (timeout-- > 0) {
iicstat = readl(i2c->regs + S3C2410_IICSTAT); //讀取寄存器IICSTAT的值
if (!(iicstat & S3C2410_IICSTAT_BUSBUSY)) //檢查第5位是否為0
return 0;
msleep(1); //等待1ms
}
return -ETIMEDOUT;
}
適配器使能函數s3c24xx_i2c_enable_irq()
IIC設備是一種慢速設備，所以在讀寫數據的過程中，內核進程需要睡眠等待。當數據發送完后，會從總線發送一個中斷信號，喚醒睡眠中的進程，所以適配器應該使能中斷。中斷使能由IICCON寄存器的[5]位設置，該位為0表示Tx/Rx中斷禁止；該位為1表示Tx/Rx中斷使能。s3c24xx_i2c_enable_irq（）函數用來使中斷使能。所以向IICCON寄存器的位[5]寫1：
static inline void s3c24xx_i2c_enable_irq(struct s3c24xx_i2c *i2c)
{
unsigned long tmp; //寄存器緩存變量
tmp = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON); //讀IICCON寄存器
writel(tmp | S3C2410_IICCON_IRQEN, i2c->regs + S3C2410_IICCON); //將IICCON的第5位置1
}
啟動適配器消息傳輸函數s3c24xx_i2c_message_start():
s3c24xx_i2c_message_start（）函數寫s3c2440適配器對應的寄存器，向IIC設備傳遞開始位和IIC設備地址。主要功能：
1，s3c2440的適配器對應的IICON和IICSTAT寄存器
2，寫從設備地址，並發出開始信號S
static void s3c24xx_i2c_message_start(struct s3c24xx_i2c *i2c,
struct i2c_msg *msg)
{
unsigned int addr = (msg->addr & 0x7f) << 1; //取從設備的低7位地址，並向前移動一位。設置設備地址，前7位表示設備地址，最后一位表示讀寫，0寫1讀
unsigned long stat; //緩存IICSTAT寄存器
unsigned long iiccon; //緩存IICCO寄存器
stat = 0; //狀態初始化為0
stat |= S3C2410_IICSTAT_TXRXEN; //使能接收和發送功能，是適配器可以收發數據
if (msg->flags & I2C_M_RD) { //如果消息類型是從IIC設備到適配器讀數據
stat |= S3C2410_IICSTAT_MASTER_RX; //將適配器設置為主機接收器
addr |= 1; //將地址的最低位置1表示讀操作
} else //否則
stat |= S3C2410_IICSTAT_MASTER_TX; //將適配器設置為主機發送器
if (msg->flags & I2C_M_REV_DIR_ADDR) 一種新的擴展協議，沒有設置該標志
addr ^= 1;
/* todo - check for wether ack wanted or not */
s3c24xx_i2c_enable_ack(i2c); //使能ACK響應信號
iiccon = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON); //讀出IICCON寄存器的值
writel(stat, i2c->regs + S3C2410_IICSTAT); //設置IICSTAT的值，使其為主機發送器，接收使能
dev_dbg(i2c->dev, "START: %08lx to IICSTAT, %02x to DS\n", stat, addr); //打印調試信息
writeb(addr, i2c->regs + S3C2410_IICDS); //寫地址寄存器的值。將IIC設備地址寫入IICDS寄存器中，寄存器值[7:1]表示設備地址。IICADD寄存器必須在輸出使能為IICSTAT[4]為0時，才可以寫入，所以上面的writel函數設置使能為輸出使能為IISTAT[4]。
/* delay here to ensure the data byte has gotten onto the bus
* before the transaction is started */
ndelay(i2c->tx_setup); //延時，以使數據寫入寄存器中
dev_dbg(i2c->dev, "iiccon, %08lx\n", iiccon);
writel(iiccon, i2c->regs + S3C2410_IICCON); //寫IICCON寄存器的值
stat |= S3C2410_IICSTAT_START; //設置為啟動狀態
writel(stat, i2c->regs + S3C2410_IICSTAT); //發出S開始信號，當S信號發出后,IICDS寄存器的數據將自動發出到總線上
}
static inline void s3c24xx_i2c_enable_ack(struct s3c24xx_i2c *i2c) //使能ACK響應信號
{
unsigned long tmp; //暫存IICCON寄存器
tmp = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON); //取出IICCON寄存器的值
writel(tmp | S3C2410_IICCON_ACKEN, i2c->regs + S3C2410_IICCON); 寫IICCON，使能ACK
}
適配器中斷處理函數：s3c24xx_i2c_irq()
順着通信函數s3c24xx_i2c_xfer()的執行流程分析，函數最終會返回，但並沒有傳輸數據。傳輸數據的過程被交到了中斷處理函數中。這是因為IIC設備的讀寫是非常慢的，需要使用中斷的方法提高處理器的效率，這在操作系統的過程中非常常見。
通過s3c24xx_i2c_algorithm通信方法中函數的調用關系，數據通信的過程如下：
1，傳輸數據時，調用s3c24xx_i2c_algorithm結構體中的數據傳輸函數s3c24xx_i2c_xfer()
2，s3c24xx_i2c_xfer()中會調用s3c24xx_i2c_doxfer()進行數據的傳輸
3，s3c24xx_i2c_doxfer（）中向總線 發送IIC設備地址和開始信號S后，便會調用wati_event_timeout()函數進入等待狀態
4，將數據准備好發送時，將產生中斷，並調用實現注冊的中斷處理函數s3c24xx_i2c_irq()
5，s3c24xx_i2c_irq()調用下一個字節傳輸函數i2s_s3c_irq_nextbyte()來傳輸數據
6，當數據傳輸完成后，會調用 s3c24xx_i2c_stop().
7，最后調用wake_up()喚醒等待隊列，完成數據的傳輸過程
當s3c2440的IIC適配器處於主機模式時，IIC操作的第一步總是向IIC總線寫入設備的地址及開始信號。這步由s3c24xx_i2c_set_master()和s3c24xx_i2c_message_start()完成。而收發數據的后繼操作在IIC中斷處理程序s3c24xx_i2c_irq()中完成的
中斷處理函數：
IIC中斷的產生有3種情況：
1，當總線仲裁失敗時產生中斷
2，當發送/接受完一個字節的數據（包括響應位）時產生中斷
3，當發出地址信息或接收到一個IIC設備地址並且吻合時產生中斷
在這3種情況下都觸發中斷，由於當發送/接收完一個字節后會產生中斷，所以可以在中斷處理函數中處理數據的傳輸：
static irqreturn_t s3c24xx_i2c_irq(int irqno, void *dev_id)
{
struct s3c24xx_i2c *i2c = dev_id;
unsigned long status; //緩存IICSTAT
unsigned long tmp; //緩存寄存器
status = readl(i2c->regs + S3C2410_IICSTAT); //讀取IICSTAT的值
if (status & S3C2410_IICSTAT_ARBITR) { //因仲裁失敗引發的中斷，IICSTAT[3]為0，表示仲裁成功，為1，表示失敗
/* deal with arbitration loss */
dev_err(i2c->dev, "deal with arbitration loss\n");
}
if (i2c->state == STATE_IDLE) { 當總線為空閑狀態時，由於非讀寫引起的中斷，將會執行下面的分支清除中斷信號，繼續傳輸數據。這種中斷一般由總線仲裁引起，不會涉及數據的發送，所以清除中斷標志后，直接跳出。IICCON[4]為1表示發生中斷，總線上的數據傳輸停止。要使繼續傳輸數據，需要寫入0清除
dev_dbg(i2c->dev, "IRQ: error i2c->state == IDLE\n");
tmp = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON); //讀IICCON寄存器
tmp &= ~S3C2410_IICCON_IRQPEND; //將 IICCON的位[4]清零，表示清除中斷
writel(tmp, i2c->regs + S3C2410_IICCON); //寫IICCON寄存器
goto out; //跳到退出直接返回
}
/* pretty much this leaves us with the fact that we've
* transmitted or received whatever byte we last sent */
i2s_s3c_irq_nextbyte(i2c, status); //傳輸或者接收下一個字節
out:
return IRQ_HANDLED;
}
字節傳輸函數：i2s_s3c_irq_nextbyte():
static int i2s_s3c_irq_nextbyte(struct s3c24xx_i2c *i2c, unsigned long iicstat)
{
unsigned long tmp; //寄存器緩存
unsigned char byte; //寄存器緩存
int ret = 0;
switch (i2c->state) {
case STATE_IDLE: //總線上沒有數據傳輸，則立即返回
dev_err(i2c->dev, "%s: called in STATE_IDLE\n", __func__);
goto out;
break;
case STATE_STOP: //發出停止信號P ，IIC設備處於停止狀態，發送一個停止信號給IIC適配器。這是即使有數據產生，也不會產生中斷信號
dev_err(i2c->dev, "%s: called in STATE_STOP\n", __func__);
s3c24xx_i2c_disable_irq(i2c); //接收和發送數據時，將不會產生中斷
goto out_ack;
case STATE_START: //發出開始信號S
/* last thing we did was send a start condition on the
* bus, or started a new i2c message
*/
if (iicstat & S3C2410_IICSTAT_LASTBIT &&
!(i2c->msg->flags & I2C_M_IGNORE_NAK)) { //當沒有接收到IIC設備的應答ACK信號，說明對應地址的IIC設備不存在，停止總線工作
/* ack was not received... */
dev_dbg(i2c->dev, "ack was not received\n");
s3c24xx_i2c_stop(i2c, -ENXIO); //停止總線工作，發出P信號
goto out_ack;
}
if (i2c->msg->flags & I2C_M_RD) //一個讀信息
i2c->state = STATE_READ;
else
i2c->state = STATE_WRITE; 一個寫消息
/* terminate the transfer if there is nothing to do
* as this is used by the i2c probe to find devices. */
if (is_lastmsg(i2c) && i2c->msg->len == 0) { //is_lastmsg()判斷是否只有一條消息，如果這條消息為0字節，那么發送停止信號P。0長度信息用於設備探測probe（）時檢測設備
s3c24xx_i2c_stop(i2c, 0);
goto out_ack;
}
if (i2c->state == STATE_READ)
goto prepare_read; //直接跳到讀命令去
/* fall through to the write state, as we will need to
* send a byte as well */
case STATE_WRITE:
/* we are writing data to the device... check for the
* end of the message, and if so, work out what to do
*/
if (!(i2c->msg->flags & I2C_M_IGNORE_NAK)) { //沒有接收到IIC設備的ACK信號，表示出錯，停止總線傳輸
if (iicstat & S3C2410_IICSTAT_LASTBIT) { //
dev_dbg(i2c->dev, "WRITE: No Ack\n");
s3c24xx_i2c_stop(i2c, -ECONNREFUSED);
goto out_ack;
}
}
retry_write:
判斷一個消息是否結束，如果沒有，則執行下面的分支
if (!is_msgend(i2c)) {
byte = i2c->msg->buf[i2c->msg_ptr++]; //讀出緩沖區中的數據，並增加偏移
writeb(byte, i2c->regs + S3C2410_IICDS); //將一個字節的數據寫到IICDS中
/* delay after writing the byte to allow the
* data setup time on the bus, as writing the
* data to the register causes the first bit
* to appear on SDA, and SCL will change as
* soon as the interrupt is acknowledged */
ndelay(i2c->tx_setup); //等待數據發送到總線
} else if (!is_lastmsg(i2c)) { //如果不是最后一個消息，則移向下一個消息
/* we need to go to the next i2c message */
dev_dbg(i2c->dev, "WRITE: Next Message\n");
i2c->msg_ptr = 0;
i2c->msg_idx++;
i2c->msg++;
/* check to see if we need to do another message */
if (i2c->msg->flags & I2C_M_NOSTART) { //不處理這種新類型的消息，直接停止
if (i2c->msg->flags & I2C_M_RD) {
/* cannot do this, the controller
* forces us to send a new START
* when we change direction */
s3c24xx_i2c_stop(i2c, -EINVAL);
}
goto retry_write;
} else { //開始傳輸消息，將IICDS的數據發到總線上
/* send the new start */
s3c24xx_i2c_message_start(i2c, i2c->msg);
i2c->state = STATE_START; //置開始狀態
}
} else {
/* send stop */
s3c24xx_i2c_stop(i2c, 0); //所有消息傳遞結束，停止總線
}
break;
case STATE_READ: //讀數據
/* we have a byte of data in the data register, do
* something with it, and then work out wether we are
* going to do any more read/write
*/
byte = readb(i2c->regs + S3C2410_IICDS); //從數據寄存器讀出數據
i2c->msg->buf[i2c->msg_ptr++] = byte; //放到緩沖區
prepare_read:
if (is_msglast(i2c)) { //一個消息的最后一個字節
/* last byte of buffer */
if (is_lastmsg(i2c)) //最后一個消息
s3c24xx_i2c_disable_ack(i2c); //禁止ACK信號
} else if (is_msgend(i2c)) { //讀完一個消息
/* ok, we've read the entire buffer, see if there
* is anything else we need to do */
if (is_lastmsg(i2c)) { //最后一個消息
/* last message, send stop and complete */
dev_dbg(i2c->dev, "READ: Send Stop\n");
s3c24xx_i2c_stop(i2c, 0); //發出停止信號，並喚醒對立
} else { //傳輸下一個消息
/* go to the next transfer */
dev_dbg(i2c->dev, "READ: Next Transfer\n");
i2c->msg_ptr = 0;
i2c->msg_idx++; //移到下一個消息索引
i2c->msg++; //移到下一個消息
}
}
break;
}
/* acknowlegde the IRQ and get back on with the work */
out_ack: //清除中斷，不然重復執行該中斷函數
tmp = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON);
tmp &= ~S3C2410_IICCON_IRQPEND;
writel(tmp, i2c->regs + S3C2410_IICCON);
out:
return ret;
}
適配器傳輸停止函數：s3c24xx_i2c_stop()
主要完成以下功能：
1，向總線發出結束P信號
2，喚醒等待在隊列s3c24xx_i2c->wait中的進程，一次傳輸完畢
3，禁止中斷 ，適配器中不產生中斷信號
static inline void s3c24xx_i2c_stop(struct s3c24xx_i2c *i2c, int ret)
{
unsigned long iicstat = readl(i2c->regs + S3C2410_IICSTAT); //讀IICSTAT寄存器
dev_dbg(i2c->dev, "STOP\n");
/* stop the transfer */
iicstat &= ~S3C2410_IICSTAT_START; //寫IICSTAT[5]為0，則放出P信號
writel(iicstat, i2c->regs + S3C2410_IICSTAT);
i2c->state = STATE_STOP; //設置適配器為停止狀態
s3c24xx_i2c_master_complete(i2c, ret); //喚醒傳輸等待隊列中的進程
s3c24xx_i2c_disable_irq(i2c); //禁止中斷
}
static inline void s3c24xx_i2c_master_complete(struct s3c24xx_i2c *i2c, int ret)
{
dev_dbg(i2c->dev, "master_complete %d\n", ret);
i2c->msg_ptr = 0;
i2c->msg = NULL;
i2c->msg_idx++;
i2c->msg_num = 0; //表示適配器中已經沒有待傳輸的消息
if (ret)
i2c->msg_idx = ret;
wake_up(&i2c->wait); //喚醒等待隊列中的進程
}
幾個小函數：
static inline int is_lastmsg(struct s3c24xx_i2c *i2c) //用來判斷當前處理的消息是否為最后一個消息
{
return i2c->msg_idx >= (i2c->msg_num - 1);
}
static inline int is_msgend(struct s3c24xx_i2c *i2c) //判斷當前消息是否已經傳輸完所有字節
{
return i2c->msg_ptr >= i2c->msg->len;
}
static inline int is_msglast(struct s3c24xx_i2c *i2c) //判斷當前是否正在處理當前消息的最后一個字節
{
return i2c->msg_ptr == i2c->msg->len-1;
}
static inline void s3c24xx_i2c_disable_ack(struct s3c24xx_i2c *i2c) //禁止適配器發出應答信號
{
unsigned long tmp;
tmp = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON); // IICCON[7]為0，表示不發出ACK信號
writel(tmp & ~S3C2410_IICCON_ACKEN, i2c->regs + S3C2410_IICCON);
}
IIC設備層驅動程序：
IIC設備驅動被作為一個單獨的模塊加入進內核，在模塊的加載和卸載函數中需要注冊和注銷一個平台驅動結構體platform_driver。
static int __init i2c_adap_s3c_init(void)
{
int ret; //返回值
ret = platform_driver_register(&s3c2410_i2c_driver); //注冊驅動程序 。該函數將平台驅動添加到虛擬的總線上，以便與設備進行關聯。platform_driver_register()函數中會調用s3c2410_i2c_driver中定義的s3c24xx_i2c_probe()函數進行設備探測，從而將驅動和設備都加入總線中
if (ret == 0) {
ret = platform_driver_register(&s3c2440_i2c_driver); //再次注冊
if (ret)
platform_driver_unregister(&s3c2410_i2c_driver); //注銷驅動程序
}
return ret;
}
初始化函數為什么兩次調用platform_driver_register()函數，這是因為第一個返回0，表示驅動注冊成功，但並不表示探測函數s3c24xx_i2c_probe()探測IIC設備成功，有可能第一次注冊時因為硬件被占用而探測函數失敗，所以為了保證探測的成功率，又一次注冊並探測了一次設備。同樣卸載也要兩次
static void __exit i2c_adap_s3c_exit(void)
{
platform_driver_unregister(&s3c2410_i2c_driver); //注銷平台驅動
platform_driver_unregister(&s3c2440_i2c_driver);
}
static struct platform_driver s3c2440_i2c_driver = {
.probe = s3c24xx_i2c_probe,
.remove = s3c24xx_i2c_remove,
.suspend_late = s3c24xx_i2c_suspend_late,
.resume = s3c24xx_i2c_resume,
.driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "s3c2440-i2c",
},
};
探測函數：s3c24xx_i2c_probe()
在該函數中將初始化適配器、IIC等硬件設備。主要完成如下功能：
1，申請一個適配器結構體I2c，並對其賦初值
2，獲得I2c時鍾資源
3，將適配器的寄存器資源映射到虛擬內存中
4，申請中斷處理函數
5，初始化IIC控制器
6，添加適配器I2c到內核
static int s3c24xx_i2c_probe(struct platform_device *pdev)
{
struct s3c24xx_i2c *i2c; //適配器指針
struct s3c2410_platform_i2c *pdata; //IIC平台設備相關的數據
struct resource *res; //指向資源
int ret; //返回值
pdata = pdev->dev.platform_data; //獲得平台設備數據結構指針
if (!pdata) { //如果沒有數據，則出錯返回
dev_err(&pdev->dev, "no platform data\n");
return -EINVAL;
}
i2c = kzalloc(sizeof(struct s3c24xx_i2c), GFP_KERNEL); //動態分配一個適配器數據結構，並對其動態賦值
if (!i2c) { //內存不足，失敗
dev_err(&pdev->dev, "no memory for state\n");
return -ENOMEM;
}
strlcpy(i2c->adap.name, "s3c2410-i2c", sizeof(i2c->adap.name)); //給適配器起名為s3c2410-i2c
i2c->adap.owner = THIS_MODULE; //模塊指針
i2c->adap.algo = &s3c24xx_i2c_algorithm; //給適配器的一個通信方法
i2c->adap.retries = 2; //2次總線仲裁嘗試
i2c->adap.class = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD; //定義適配器類
i2c->tx_setup = 50; //數據從適配器傳輸到總線的時間為50ns
spin_lock_init(&i2c->lock); //初始化自旋鎖
init_waitqueue_head(&i2c->wait); //初始化等待隊列頭部
/* find the clock and enable it */ //以下代碼找到i2c的時鍾，並且調用clk_enable()函數啟動它
i2c->dev = &pdev->dev;
i2c->clk = clk_get(&pdev->dev, "i2c");
if (IS_ERR(i2c->clk)) {
dev_err(&pdev->dev, "cannot get clock\n");
ret = -ENOENT;
goto err_noclk;
}
dev_dbg(&pdev->dev, "clock source %p\n", i2c->clk);
clk_enable(i2c->clk); //啟動時鍾
/* map the registers */
res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); //獲得適配器的寄存器資源
if (res == NULL) { //獲取資源失敗則退出
dev_err(&pdev->dev, "cannot find IO resource\n");
ret = -ENOENT;
goto err_clk;
}
i2c->ioarea = request_mem_region(res->start, (res->end-res->start)+1,
pdev->name); //申請一塊I/O內存，對應適配器的幾個寄存器
if (i2c->ioarea == NULL) { // I/O內存獲取失敗則退出
dev_err(&pdev->dev, "cannot request IO\n");
ret = -ENXIO;
goto err_clk;
}
i2c->regs = ioremap(res->start, (res->end-res->start)+1); //將設備內存映射到虛擬地址空間，這樣可以使用函數訪問
if (i2c->regs == NULL) { //映射內存失敗則退出
dev_err(&pdev->dev, "cannot map IO\n");
ret = -ENXIO;
goto err_ioarea;
}
dev_dbg(&pdev->dev, "registers %p (%p, %p)\n",
i2c->regs, i2c->ioarea, res); //輸出映射基地址，調試時用
/* setup info block for the i2c core */
i2c->adap.algo_data = i2c; //將私有數據指向適配器結構體
i2c->adap.dev.parent = &pdev->dev; //組織設備模型
/* initialise the i2c controller */
ret = s3c24xx_i2c_init(i2c); //初始化IIC控制器
if (ret != 0) //初始化失敗
goto err_iomap;
/* find the IRQ for this unit (note, this relies on the init call to
* ensure no current IRQs pending
*/
i2c->irq = ret = platform_get_irq(pdev, 0); //獲得平台設備的第一個中斷號
if (ret <= 0) {
dev_err(&pdev->dev, "cannot find IRQ\n");
goto err_iomap;
}
ret = request_irq(i2c->irq, s3c24xx_i2c_irq, IRQF_DISABLED,
dev_name(&pdev->dev), i2c); //申請一個中斷處理函數，前面介紹過這個函數
if (ret != 0) {
dev_err(&pdev->dev, "cannot claim IRQ %d\n", i2c->irq);
goto err_iomap;
}
ret = s3c24xx_i2c_register_cpufreq(i2c); //在內核中注冊一個適配器使用的時鍾
if (ret < 0) {
dev_err(&pdev->dev, "failed to register cpufreq notifier\n");
goto err_irq;
}
/* Note, previous versions of the driver used i2c_add_adapter()
* to add the bus at any number. We now pass the bus number via
* the platform data, so if unset it will now default to always
* being bus 0.
*/
i2c->adap.nr = pdata->bus_num; //適配器的總線編號
ret = i2c_add_numbered_adapter(&i2c->adap); //指定一個最好總線編號，向內核添加該適配器
if (ret < 0) {
dev_err(&pdev->dev, "failed to add bus to i2c core\n");
goto err_cpufreq;
}
platform_set_drvdata(pdev, i2c); //設置平台設備的私有數據為i2c適配器
dev_info(&pdev->dev, "%s: S3C I2C adapter\n", dev_name(&i2c->adap.dev));
return 0; //成功返回0
err_cpufreq:
s3c24xx_i2c_deregister_cpufreq(i2c); //頻率注冊失敗
err_irq:
free_irq(i2c->irq, i2c); //中斷申請失敗
err_iomap:
iounmap(i2c->regs); //內存映射失敗
err_ioarea:
release_resource(i2c->ioarea); //清除資源
kfree(i2c->ioarea);
err_clk:
clk_disable(i2c->clk);
clk_put(i2c->clk);
err_noclk:
kfree(i2c); //釋放i2c適配器結構體資源
return ret;
}
與s3c24xx_i2c_probe()函數相反功能的函數是移除函數：s3c24xx_i2c_remove()。它在模塊卸載函數調用platform_driver_unregister()函數時通過platform_driver的remove指針被調用。
static int s3c24xx_i2c_remove(struct platform_device *pdev)
{
struct s3c24xx_i2c *i2c = platform_get_drvdata(pdev); //得到適配器結構體指針
s3c24xx_i2c_deregister_cpufreq(i2c); //刪除內核維護的與適配器時鍾頻率有關的數據結構
i2c_del_adapter(&i2c->adap); //將適配器從系統中刪除
free_irq(i2c->irq, i2c); //關閉中斷
clk_disable(i2c->clk); //關閉時鍾
clk_put(i2c->clk); //減少時鍾引用計數
iounmap(i2c->regs); //關閉內存映射
release_resource(i2c->ioarea); //釋放I/O資源
kfree(i2c->ioarea); //釋放資源所占用的內存
kfree(i2c); //釋放適配器的內存
return 0;
}
控制器初始化函數：s3c24xx_i2c_init()
static int s3c24xx_i2c_init(struct s3c24xx_i2c *i2c)
{
unsigned long iicon = S3C2410_IICCON_IRQEN | S3C2410_IICCON_ACKEN; //設置IICCON[5]為1，表示發送和接收數據時，會引發中斷。設置[7]為1，表示需要發出ACK信號
struct s3c2410_platform_i2c *pdata; //平台設備數據指針
unsigned int freq; //控制器工作的頻率
/* get the plafrom data */
pdata = i2c->dev->platform_data; //得到平台設備的數據
/* inititalise the gpio */
if (pdata->cfg_gpio) //初始化gpio引腳
pdata->cfg_gpio(to_platform_device(i2c->dev));
/* write slave address */
writeb(pdata->slave_addr, i2c->regs + S3C2410_IICADD); //向IICADD寫入IIC設備地址，IICADD的位[7:1]表示IIC設備地址
dev_info(i2c->dev, "slave address 0x%02x\n", pdata->slave_addr); //打印地址信息
writel(iicon, i2c->regs + S3C2410_IICCON); //初始化IICCON寄存器，只允許ACK信號和中斷使能，其他為0
/* we need to work out the divisors for the clock... */
if (s3c24xx_i2c_clockrate(i2c, &freq) != 0) { //設置時鍾源和時鍾頻率
writel(0, i2c->regs + S3C2410_IICCON); //失敗，則設置為0
dev_err(i2c->dev, "cannot meet bus frequency required\n");
return -EINVAL;
}
/* todo - check that the i2c lines aren't being dragged anywhere */
dev_info(i2c->dev, "bus frequency set to %d KHz\n", freq); //打印頻率信息
dev_dbg(i2c->dev, "S3C2410_IICCON=0x%02lx\n", iicon); //打印IICCON寄存器
/* check for s3c2440 i2c controller */
if (s3c24xx_i2c_is2440(i2c)) { //如果處理器是s3c2440,則設置IICLC寄存器為SDA延時時間
dev_dbg(i2c->dev, "S3C2440_IICLC=%08x\n", pdata->sda_delay);
writel(pdata->sda_delay, i2c->regs + S3C2440_IICLC);
}
return 0;
}
設置控制器數據發送頻率函數s3c24xx_i2c_clockrate()
在控制器初始化函數s3c24xx_i2c_init(),調用s3c24xx_i2c_clockrate()函數設置數據發送頻率。此發送頻率由IICCON寄存器控制。發送頻率可以由一個公式得到：
發送頻率 = IICCLK / (IICCON[3:0] + 1)
IICCLK = PCLK / 16 (當IICCON[6] == 0)
活IICCLK = PCLK / 512 (當IICCON[6] == 1)
PCLK是由clk_get_rate()函數獲得適配器的時鍾頻率。
第一個參數是適配器指針，第二個參數是返回的發送頻率：
static int s3c24xx_i2c_clockrate(struct s3c24xx_i2c *i2c, unsigned int *got)
{
struct s3c2410_platform_i2c *pdata = i2c->dev->platform_data; //得到平台設備數據
unsigned long clkin = clk_get_rate(i2c->clk); //獲得PCLK時鍾頻率
unsigned int divs, div1;
u32 iiccon; //緩存IICCON
int freq; //計算的頻率
int start, end; //開始和結束頻率，用於尋找一個合適的頻率
i2c->clkrate = clkin;
clkin /= 1000; /* clkin now in KHz */ //將單位轉化為KH
dev_dbg(i2c->dev, "pdata %p, freq %lu %lu..%lu\n",
pdata, pdata->bus_freq, pdata->min_freq, pdata->max_freq); //打印總線，最大、最小頻率
if (pdata->bus_freq != 0) {
freq = s3c24xx_i2c_calcdivisor(clkin, pdata->bus_freq/1000,
&div1, &divs);
if (freq_acceptable(freq, pdata->bus_freq/1000))
goto found;
}
/* ok, we may have to search for something suitable... */
start = (pdata->max_freq == 0) ? pdata->bus_freq : pdata->max_freq;
end = pdata->min_freq;
start /= 1000;
end /= 1000;
/* search loop... */
for (; start > end; start--) {
freq = s3c24xx_i2c_calcdivisor(clkin, start, &div1, &divs);
if (freq_acceptable(freq, start))
goto found;
}
/* cannot find frequency spec */
return -EINVAL; //不能找到一個合適的分配方式，返回錯誤
found: //找到一個合適的發送頻率，則寫IICCON寄存器中與時鍾相關的位
*got = freq; //got為從參數返回的頻率值
iiccon = readl(i2c->regs + S3C2410_IICCON); //讀出IICCON的值
iiccon &= ~(S3C2410_IICCON_SCALEMASK | S3C2410_IICCON_TXDIV_512); //將IICCON的[6]和[3:0]清零，以避免以前分頻系數的影響
iiccon |= (divs-1); //設置位[3:0]的分頻系數，divs的值 < 16
if (div1 == 512) //如果IICCLK為PCLK / 512 ，那么設置位[6]為1
iiccon |= S3C2410_IICCON_TXDIV_512;
writel(iiccon, i2c->regs + S3C2410_IICCON); //重新寫IICCON寄存器的值
return 0;
}
static int s3c24xx_i2c_calcdivisor(unsigned long clkin, unsigned int wanted,
unsigned int *div1, unsigned int *divs) //用來計算分頻系數
{
unsigned int calc_divs = clkin / wanted; //clkin表示輸入頻率，wanted表示想要分頻的系數
unsigned int calc_div1;
if (calc_divs > (16*16)) //如果分頻系數大於256，那么就設置為512，為了2的冪次數
calc_div1 = 512;
else
calc_div1 = 16;
calc_divs += calc_div1-1; //按前面公式計算分頻系數
calc_divs /= calc_div1;
if (calc_divs == 0) //如果分頻系數不合法，調整合法
calc_divs = 1;
if (calc_divs > 17)
calc_divs = 17;
*divs = calc_divs; //計算兩個分頻數
*div1 = calc_div1;
return clkin / (calc_divs * calc_div1); 得到最終的分頻系數，這個系數將寫入寄存器
}