Linux操作系统的I2C驱动

一、Linux的I2C体系结构

　　Linux I2C体系结构分为3个组成部分

（1）Linux核心

　　I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法（algorithm）上层的，与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。

（2）I2C总线驱动

　　I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现，适配器可由CPU控制，甚至可以直接集成在CPU内部。I2C总线驱动主要包含了I2C适配器数据结构i2c_adapter、I2C适配器的algorithm数据结构i2c_algorithm和控制I2C适配器产生通信信号的函数。经由I2C总线驱动的代码，我们可以控制I2C适配器以主控方式产生开始位、停止位、读写周期，以及以从设备方式被读写、产生ACK等。

（3）I2C设备驱动

　　I2C设备驱动是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在首CPU控制的I2C适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。I2C设备驱动主要包含了数据结构i2c_driver和i2c_client，我们需要根据具体设备实现其中的成员函数。

　　在Linux内核源代码中的drivers目录下包含一个i2c目录，而在i2c目录下又包含如下文件和文件夹：

i2c_core.c

　　这个文件实现了I2C核心的功能以及/proc/bus/i2c*接口

i2c_dev.c

　　实现了I2C适配器设备文件的功能，每一个I2C适配器都被分配为一个设备。通过适配器访问设备是的主设备号都为89，次设备号为0~255.应用程序通过“i2c-%d”(i2c-0,i2c-1,i2c-2,...i2c-10,...)文件名并使用文件操作结构open()/write()/read()/ioctl()和close()等来访问这个设备。

　　i2c-dev.c并没有针对特定的设备而设计，只是提供了通用read()等接口，应用程序可以借用这些接口访问适配器上的I2C设别的存储空间或寄存器，并控制I2C设别的工作方式。

chips文件夹

　　这个目录中包含了一些特定的I2C设备驱动。在具体的I2C设别驱动中，调用的都是I2C核心提供的API，因此，这使得具体的I2C设备驱动不依赖于CPU类型和I2C适配器的硬件特性。

buses文件夹

　　这个文件中包含了一些I2C总线的驱动。如针对S3C2410/S3C2440等处理器的I2C控制器驱动。

algos文件夹

　　实现了一些I2C总线适配器的algorithm。

　　此外，内核中的i2c.h这个头文件对i2c_driver/i2c_client/i2c_adapter和i2c_algotithm这4个数据结构进行了定义。理解这4个数据结构作用有利于后续的理解。

i2c_adapter结构体

struct i2c_adapter {
　　struct module *owner;　　　　　　/* 所属模块 */
　　unsigned int id;　　　　　　　　　/* algorithm的类型，定义于i2c-id.h，以I2C_ALGO_开始 */
　　unsinged int class;
　　struct i2c_algorithm *algo;　　 /* 总线通信方法结构体指针 */
　　void *algo_data;　　　　　　　　　/* algorithm 数据 */
　　int (*client_register) (struct i2c_client *);　　/* client注册时调用 */
　　int (*client_unregister) (struct i2c_client *);　/* client注销时调用 */
　　u8 level;
　　struct semphore bus_lock;
　　struct semphore clist_lock;
　　int timeout;
　　int retries;　　　　　　　　　　　　/* 重试次数 */
　　struct device dev;　　　　　　　　 /* 适配器设备 */
　　struct class_device class_dev;　 /* 类设备 */
　　int nr;
　　struct list_head client;
　　struct list_head list;
　　char name[48];　　　　　　　　　　　/* 适配器名称 */
　　struct completion dev_released;  /* 用于同步 */

};

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