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Linux內(nèi)核i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)介紹 (linux內(nèi)核i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng))

I2C（Inter-Integrated Circuit）總線是一種串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，被用于連接芯片之間的通信。在Linux內(nèi)核中，i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)管理I2C總線，允許多個(gè)設(shè)備通過(guò)同一條總線進(jìn)行通信。本文將介紹linux內(nèi)核i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。

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一、i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)

在Linux內(nèi)核中，i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)通常包含以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)：

1. i2c_adapter結(jié)構(gòu)體

i2c_adapter結(jié)構(gòu)體描述了一條I2C總線的特性，包括總線地址、時(shí)鐘頻率、數(shù)據(jù)傳送方式等。該結(jié)構(gòu)體的定義在i2c.h頭文件中，如下所示：

struct i2c_adapter {

struct module *owner;

const char *name;

u32 class;

u32 nr;

struct bus_type *bus;

u32 algo_data;

struct i2c_algorithm *algo;

void *algo_priv;

struct device dev;

unsigned long algo_data_dma;

unsigned long owndata;

unsigned int timeout;

unsigned int retries;

bool (*unrecoverable)(struct i2c_adapter *, struct i2c_msg *);

int (*setup)(struct i2c_adapter *);

void (*shutdown)(struct i2c_adapter *);

int (*bus_recovery)(struct i2c_adapter *);

void *adapdata;

struct i2c_lock_operations *lock_ops;

const struct of_device_id *of_match_table;

};

2. i2c_algorithm結(jié)構(gòu)體

i2c_algorithm結(jié)構(gòu)體定義了I2C總線中的通信算法，包括數(shù)據(jù)傳輸格式、地址范圍等。該結(jié)構(gòu)體的定義在i2c.h頭文件中，如下所示：

struct i2c_algorithm {

int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,

int num);

int (*bus_xfer)(struct i2c_adapter *adapter, u16 addr,

unsigned short flags, char read_write,

u8 command, int size, union i2c_bus_data *data);

int (*master_recv)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,

int num);

int (*master_send)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,

int num);

u32 (*functionality)(struct i2c_adapter *);

struct module *owner;

const char *name;

};

3. i2c_driver結(jié)構(gòu)體

i2c_driver結(jié)構(gòu)體描述了一個(gè)i2c設(shè)備的特性，包括設(shè)備類型、ID等信息。該結(jié)構(gòu)體的定義在i2c.h頭文件中，如下所示：

struct i2c_driver {

unsigned int class;

const struct i2c_device_id *id_table;

int (*probe)(struct i2c_client *, const struct i2c_device_id *);

int (*remove)(struct i2c_client *);

void (*shutdown)(struct i2c_client *);

int (*suspend)(struct i2c_client *, pm_message_t state);

int (*resume)(struct i2c_client *);

const struct i2c_device_id *of_match_table;

const struct of_device_id *of_match_table;

struct device_driver driver;

};

4. i2c_client結(jié)構(gòu)體

i2c_client結(jié)構(gòu)體描述了一個(gè)具體的i2c設(shè)備，包括設(shè)備地址、設(shè)備類型、驅(qū)動(dòng)等信息。該結(jié)構(gòu)體的定義在i2c.h頭文件中，如下所示：

struct i2c_client {

int irq;

unsigned short flags;

unsigned short addr;

char name[I2C_NAME_SIZE];

struct device dev;

struct i2c_adapter *adapter;

struct i2c_driver *driver;

void *algo_data;

struct i2c_board_info const *board_info;

};

二、i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的通信過(guò)程

i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的通信過(guò)程需要經(jīng)過(guò)以下步驟：

1. 注冊(cè)i2c_adapter

初次使用I2C總線時(shí)，需要先注冊(cè)i2c_adapter結(jié)構(gòu)體，告訴內(nèi)核I2C總線的特性。在Linux內(nèi)核中，注冊(cè)i2c_adapter結(jié)構(gòu)體可以使用i2c_add_adapter函數(shù)來(lái)完成。

2. 注冊(cè)i2c_driver

為了能夠與具體的i2c設(shè)備通信，需要先注冊(cè)i2c_driver結(jié)構(gòu)體。在Linux內(nèi)核中，注冊(cè)i2c_driver結(jié)構(gòu)體可以使用i2c_add_driver函數(shù)來(lái)完成。

3. 連接i2c_client設(shè)備

一旦I2C總線被注冊(cè)成功，可以使用i2c_new_device函數(shù)連接一個(gè)i2c_client設(shè)備。在連接設(shè)備時(shí)，需要指定設(shè)備地址、設(shè)備類型等信息。

4. 與設(shè)備通信

當(dāng)i2c_client設(shè)備連接成功后，就可以使用該設(shè)備進(jìn)行I2C通信了。在Linux內(nèi)核中，I2C數(shù)據(jù)的傳輸通常使用i2c_transfer函數(shù)進(jìn)行。該函數(shù)需要傳入一個(gè)指向i2c_msg結(jié)構(gòu)體的指針，該結(jié)構(gòu)體用于描述數(shù)據(jù)的傳輸信息。

5. 注銷i2c_driver和i2c_adapter

當(dāng)使用完i2c_driver和i2c_adapter之后，需要使用i2c_del_driver和i2c_del_adapter函數(shù)來(lái)注銷。

三、i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用場(chǎng)景

i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)在Linux內(nèi)核中的應(yīng)用廣泛，包括但不限于以下場(chǎng)景：

1. 屏幕顯示

在Linux內(nèi)核中，i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)可用于控制顯示器的點(diǎn)陣屏幕，比如樹(shù)莓派的OLED屏幕等。

2. 觸摸屏

i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)還可用于連接觸摸屏設(shè)備，實(shí)現(xiàn)觸摸控制。

3. 傳感器

i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)也可以用于連接各種傳感器設(shè)備，如溫度傳感器、氣壓傳感器等。這些設(shè)備通常需要I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)在Linux內(nèi)核中的應(yīng)用范圍廣泛，是連接各種設(shè)備的重要手段。通過(guò)對(duì)i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的深入了解，可以更好地開(kāi)發(fā)和使用相關(guān)設(shè)備。

相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：

求教怎么學(xué)習(xí)linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)
在linux上怎樣增加一個(gè)i2c設(shè)備？

求教怎么學(xué)習(xí)linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng)

1. 分享Linux內(nèi)核學(xué)習(xí)和驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗(yàn)。

內(nèi)核逗戚學(xué)習(xí)

Linux 內(nèi)核功能越來(lái)越完善，如果沒(méi)有充裕的時(shí)間，深入內(nèi)核并不是很現(xiàn)實(shí)。所以建議先讀一本內(nèi)核的書(shū)，

之一遍是讀，會(huì)讀的很迷糊；之后反省一下，然后再瀏覽一下；可以想象一個(gè) OS 是如何運(yùn)行的，這樣可以不

陷入 Linux 內(nèi)核的細(xì)節(jié)；最后可以深入自己感興趣或者需要的那一子系統(tǒng)

在linux上怎樣增加一個(gè)i2c設(shè)備？

假設(shè)手上有一塊從淘寶上買來(lái)的開(kāi)發(fā)板，我要在開(kāi)發(fā)板的I2C總線上增加一個(gè)從設(shè)備（如at24c08），那么我要怎樣寫這晌答個(gè)“I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)”，讓

應(yīng)用程序可以訪問(wèn)at24c08呢?

先來(lái)看一個(gè)最簡(jiǎn)單的i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)：

static struct i2c_board_info at24cxx_info = { //所支持的i2c設(shè)備的列表

I2C_BOARD_INFO(“at24c08”, 0x50), //一項(xiàng)代表一個(gè)支持的設(shè)備，它的名字叫做“at24c08”，器件地址是0x50

};

static struct i2c_client *at24cxx_client;

static int at24cxx_dev_init(void)

{

struct i2c_adapter *i2c_adap; //分配一個(gè)適配器的指針

i2c_adap = i2c_get_adapter(0); //調(diào)用core層的函數(shù)，獲得一個(gè)i2c總線。這里我們已經(jīng)知道新增的器件掛接在編號(hào)為0的i2c總線上

at24cxx_client = i2c_new_device(i2c_adap, &at24cxx_info); // 把i2c適配器和新增的I2C器件關(guān)聯(lián)起來(lái)，這個(gè)用了i2c總線0，地址是0x50。這就組成了一個(gè)客戶端

at24cxx_client i2c_put_adapter(i2c_adap);

return 0;

}

static void at24cxx_dev_exit(void)

{

i2c_unregister_device(at24cxx_client);

}

module_init(at24cxx_dev_init);

module_exit(at24cxx_dev_exit);

從上面的程序可以看到，寫一個(gè)i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，與寫普通的字符驅(qū)動(dòng)基本一樣。特別之處是它調(diào)用了i2c的core層的函數(shù)，以獲得對(duì)i2c總線的控制。因?yàn)橛玫氖情_(kāi)發(fā)板，板上的與soc芯片（一般來(lái)說(shuō)就是arm的芯片）i2c總線驅(qū)動(dòng)一般都做好了，直接調(diào)用core層的函數(shù)就可以控制soc的i2c模塊了。也就是說(shuō)，寫i2c設(shè)備驅(qū)動(dòng)不需要關(guān)注arm內(nèi)部的i2c模塊的寄存器，我們需要關(guān)注的是設(shè)備(at24c08)的寄存器以及猛謹(jǐn)高它的datasheet對(duì)時(shí)序的要求。

其實(shí)，添加i2c設(shè)備的方法很靈活。根據(jù)Linux的官方文檔《linux-3.4.2\Documentation\i2c\instantiating-devices》，添加i2c設(shè)備的方法總結(jié)有4種：

1. i2c_register_board_info：根據(jù)總線編號(hào)、設(shè)備名字（“at24c08”）、設(shè)備地址（0x50）注冊(cè)一個(gè)字符驅(qū)動(dòng)。這種方法最簡(jiǎn)單、最粗暴，最貼近平時(shí)在開(kāi)片機(jī)上開(kāi)發(fā)i2c器件的。

2. i2c_new_device：根據(jù)i2c總線的編號(hào)，聲明一個(gè)i2c設(shè)備：這種方法就是上面例子用的方法。這種方法也簡(jiǎn)單，但是需要事先知道器件掛接在哪條總線上。對(duì)于設(shè)備，還實(shí)現(xiàn)知道了設(shè)備地址0x50，總線適配器也支持名字為“at24c08”的設(shè)備

3. i2c_new_probed_device：

4.從用戶空間實(shí)例化一個(gè)器件：這個(gè)方法相當(dāng)智能快速，如下輸入指令，即可增加一個(gè)i2c設(shè)備，同時(shí)增加了對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件。

# echo eeprom 0x50 > /sys/bus/i2c/devices/i2c-3/new_device

根據(jù)英文文檔的標(biāo)題，添加i2c設(shè)備有稱之為枝尺“i2c設(shè)備的實(shí)例化”。

從上述可以知道，在實(shí)例化一個(gè)i2c設(shè)備之前，除了有對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)支持總線外（這里是總線0），還需要有一個(gè)驅(qū)動(dòng)使用了總線0發(fā)送時(shí)序，支持名字為”at24c08″的器件。這個(gè)驅(qū)動(dòng)用總線驅(qū)動(dòng)的函數(shù)，配置了at24c08的寄存器。

linux內(nèi)核i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于linux內(nèi)核i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),Linux內(nèi)核i2c子系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)介紹,求教怎么學(xué)習(xí)linux內(nèi)核驅(qū)動(dòng),在linux上怎樣增加一個(gè)i2c設(shè)備？的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。

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