实例解析linux内核i2c体系结构

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1、实例解析linux内核I2C体系结构作者：刘洪涛,华清远见嵌入式学院讲师。一、概述谈到在linux系统下编写I2C驱动，目前主要有两种方式，一种是把I2C设备当作一个普通的字符设备来处理，另一种是利用linuxI2C驱动体系结构来完成。下面比较下这两种驱动。第一种方法的好处（对应第二种方法的劣势）有： ● 思路比较直接，不需要花时间去了解linux内核中复杂的I2C子系统的操作方法。第一种方法问题（对应第二种方法的好处）有：  ● 要求工程师不仅要对I2C设备的操作熟悉，而且要熟悉I2C的适配器操作；  ● 要求工程师对I2C的设备

2、器及I2C的设备操作方法都比较熟悉，最重要的是写出的程序可移植性差；  ● 对内核的资源无法直接使用。因为内核提供的所有I2C设备器及设备驱动都是基于I2C子系统的格式。I2C适配器的操作简单还好，如果遇到复杂的I2C适配器（如：基于PCI的I2C适配器），工作量就会大很多。本文针对的对象是熟悉I2C协议，并且想使用linux内核子系统的开发人员。网络和一些书籍上有介绍I2C子系统的源码结构。但发现很多开发人员看了这些文章后，还是不清楚自己究竟该做些什么。究其原因还是没弄清楚I2C子系统为我们做了些什么，以及我们怎样利用I2C子系统

3、。本文首先要解决是如何利用现有内核支持的I2C适配器，完成对I2C设备的操作，然后再过度到适配器代码的编写。本文主要从解决问题的角度去写，不会涉及特别详细的代码跟踪。二、I2C设备驱动程序编写首先要明确适配器驱动的作用是让我们能够通过它发出符合I2C标准协议的时序。在Linux内核源代码中的drivers/i2c/busses目录下包含着一些适配器的驱动。如S3C2410的驱动i2c-s3c2410.c。当适配器加载到内核后，接下来的工作就要针对具体的设备编写设备驱动了。编写I2C设备驱动也有两种方法。一种是利用系统给我们提供的i2

4、c-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。另一种是为i2c设备，独立编写一个设备驱动。注意：在后一种情况下，是不需要使用i2c-dev.c的。1、利用i2c-dev.c操作适配器，进而控制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。需要特别注意的是：i2c-dev.c的read()、write()方法

5、都只适合于如下方式的数据格式（可查看内核相关源码）图1单开始信号时序所以不具有太强的通用性，如下面这种情况就不适用（通常出现在读目标时）。图2多开始信号时序而且read()、write()方法只适用用于适配器支持i2c算法的情况，如：staticconststructi2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm={            .master_xfer=s3c24xx_i2c_xfer,            .functionality=s3c24xx_i2c_func,        };而不适

6、合适配器只支持smbus算法的情况，如：        staticconststructi2c_algorithmsmbus_algorithm={            .smbus_xfer=i801_access,            .functionality=i801_func,        };基于上面几个原因，所以一般都不会使用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

7、算法，需要熟悉structi2c_rdwr_ioctl_data、structi2c_msg。使用的命令是I2C_RDWR。        structi2c_rdwr_ioctl_data{            structi2c_msg__user*msgs;            __u32nmsgs;        };        structi2c_msg{            __u16addr;            __u16flags;            __u16len;            __u

8、8*buf;        };针对smbus算法，需要熟悉structi2c_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。        structi2c