一、前言

I2C協(xié)議是在開(kāi)發(fā)中使用非常頻繁的一種協(xié)議，相信大家在學(xué)習(xí)單片機(jī)的時(shí)候經(jīng)常會(huì)用到支持I2C協(xié)議的模塊，I2C 總線僅僅使用 SCL、SDA 這兩根信號(hào)線就實(shí)現(xiàn)了設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互，極大地簡(jiǎn)化了對(duì)硬件資源和 PCB 板布線空間的占用。因此，I2C 總線被非常廣泛地應(yīng)用在 EEPROM、實(shí)時(shí)鐘、小型 LCD 等設(shè)備與 CPU 的接口中。

但是與裸機(jī)開(kāi)發(fā)不同的是在 Linux 系統(tǒng)中，I2C 驅(qū)動(dòng)由 3 部分組成，即 I2C 核心、I2C 總線驅(qū)動(dòng)和 I2C 設(shè)備驅(qū)動(dòng)。今天就從這三個(gè)部分來(lái)給大家講解一下Linux中的I2C驅(qū)動(dòng)，以及我們應(yīng)該如何為我們的開(kāi)發(fā)板添加一個(gè)I2C設(shè)備。

二、Linux 的 I2C 體系結(jié)構(gòu)

由上面分析可知，Linux驅(qū)動(dòng)分為三部分：I2C 核心、I2C 總線驅(qū)動(dòng)和 I2C 設(shè)備驅(qū)動(dòng)

2.1 Linux I2C 核心

I2C 核心提供了 I2C 總線驅(qū)動(dòng)和設(shè)備驅(qū)動(dòng)的注冊(cè)、注銷(xiāo)方法，這部分主要是一些與硬件無(wú)關(guān)的的接口函數(shù)，這部分的代碼一般不用我們普通開(kāi)發(fā)者進(jìn)行開(kāi)發(fā)和修改，但是理解這部分的代碼邏輯和接口還是非常必要的。

I2C 核心中的主要函數(shù)如下：

注冊(cè)/注銷(xiāo)適配器（adapter）
inti2c_add_adapter(structi2c_adapter*adap);
inti2c_del_adapter(structi2c_adapter*adap);

注冊(cè)/注銷(xiāo)I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
inti2c_register_driver(structmodule*owner,structi2c_driver*driver);
inti2c_del_driver(structi2c_driver*driver);
inlineinti2c_add_driver(structi2c_driver*driver);

創(chuàng)建并注冊(cè)一個(gè)新的I2C設(shè)備
structi2c_client*i2c_new_device(structi2c_adapter*adap,structi2c_board_infoconst*info);

I2C傳輸、發(fā)送和接收
inti2c_transfer(structi2c_adapter*adap,structi2c_msg*msgs,intnum);
inti2c_master_send(structi2c_client*client,constchar*buf,intcount);
inti2c_master_recv(structi2c_client*client,char*buf,intcount);

上邊三個(gè)函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)與I2C設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。i2c_transfer函數(shù)可以進(jìn)行復(fù)雜的多消息傳輸，而i2c_master_send和i2c_master_recv函數(shù)用于單個(gè)數(shù)據(jù)消息的發(fā)送和接收。

這些函數(shù)提供了對(duì)于I2C總線讀寫(xiě)操作的基本支持，簡(jiǎn)化了I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的開(kāi)發(fā)，有了這些接口我們就不用關(guān)注I2C協(xié)議方面的代碼了，只需要調(diào)用該接口即可完成數(shù)據(jù)的傳輸。

注意： i2c_transfer函數(shù)本身不具備驅(qū)動(dòng)適配器物理硬件完成消息交互的能力，它只是尋找到 i2c_adapter 對(duì)應(yīng)的 i2c_algorithm，并使用 i2c_algorithm 的 master_xfer函數(shù)真正驅(qū)動(dòng)硬件流程。

2.2 Linux I2C 適配器驅(qū)動(dòng)

通過(guò)上面的介紹我們知道了I2C驅(qū)動(dòng)主要分為三個(gè)部分，上面我們已經(jīng)介紹了I2C核心這一部分，現(xiàn)在我們來(lái)介紹一下I2C 適配器驅(qū)動(dòng)，我們知道I2C驅(qū)動(dòng)和其他的那些字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)有所不同，I2C驅(qū)動(dòng)中維持著一套自己的總線。

I2C 適配器驅(qū)動(dòng)是Linux內(nèi)核中的一個(gè)核心模塊，總線層負(fù)責(zé)管理所有注冊(cè)到系統(tǒng)的I2C總線適配器和設(shè)備，并提供與設(shè)備通信的API函數(shù)。它提供了一些基本的操作函數(shù)，如啟動(dòng)總線、停止總線、發(fā)送起始信號(hào)、發(fā)送停止信號(hào)等。但是這部分是由Linux內(nèi)核完成的，并不需要我們開(kāi)發(fā)者進(jìn)行修改或添加，所以了解即可。

下面我們用一張圖來(lái)看一下上面描述的這個(gè)過(guò)程：

2.3 Linux I2C 設(shè)備驅(qū)動(dòng)

I2C 設(shè)備驅(qū)動(dòng)要使用 i2c_driver 和 i2c_client 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并填充其中的成員函數(shù)。 i2c_client 一般被包含在設(shè)備的私有信息結(jié)構(gòu)體 yyy_data 中，而 i2c_driver 則適合被定義為全局變量并初始化。

看到I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)的這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體大家是不是很熟悉了，I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)是針對(duì)特定類(lèi)型的I2C設(shè)備編寫(xiě)的驅(qū)動(dòng)程序。它包含了對(duì)具體設(shè)備的操作和控制邏輯，通過(guò)調(diào)用I2C總線核心驅(qū)動(dòng)提供的API函數(shù)與設(shè)備進(jìn)行通信。設(shè)備驅(qū)動(dòng)的主要任務(wù)包括初始化設(shè)備、讀寫(xiě)數(shù)據(jù)、配置設(shè)備參數(shù)等。

因?yàn)檫@部分是針對(duì)特定類(lèi)型的I2C設(shè)備編寫(xiě)的驅(qū)動(dòng)程序，所以這部分才是要我們開(kāi)發(fā)人員來(lái)完成編寫(xiě)的，我們?nèi)绻枰谧约旱拈_(kāi)發(fā)板上添加一個(gè)新的I2C模塊，我們就要首先編寫(xiě)I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)這部分，這部分的編寫(xiě)需要調(diào)用上面我們介紹的I2C核心和I2C總線中接口函數(shù)來(lái)完成模塊的初始化。

關(guān)于I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)我們這里先做一個(gè)了解即可，后面會(huì)詳細(xì)介紹這部分的內(nèi)容，也是我們學(xué)習(xí)I2C驅(qū)動(dòng)的重點(diǎn)內(nèi)容。

2.4 Linux I2C驅(qū)動(dòng)總結(jié)

I2C總線核心驅(qū)動(dòng)（I2C Core Driver）：【系統(tǒng)廠編寫(xiě)】I2C總線核心驅(qū)動(dòng)是Linux內(nèi)核中的一個(gè)核心模塊，負(fù)責(zé)管理所有注冊(cè)到系統(tǒng)的I2C總線適配器和設(shè)備，并提供與設(shè)備通信的API函數(shù)。它提供了一些基本的操作函數(shù)，如啟動(dòng)總線、停止總線、發(fā)送起始信號(hào)、發(fā)送停止信號(hào)等。

I2C適配器驅(qū)動(dòng)（I2C Adapter Driver）：【芯片廠提供】I2C適配器驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)與硬件的I2C控制器進(jìn)行交互，完成硬件層面的初始化、配置和操作。它將底層硬件的特定接口與I2C總線核心驅(qū)動(dòng)進(jìn)行連接，使得核心驅(qū)動(dòng)能夠通過(guò)適配器驅(qū)動(dòng)來(lái)訪問(wèn)硬件。

I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)（I2C Device Driver）：【開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)】I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)是針對(duì)特定類(lèi)型的I2C設(shè)備編寫(xiě)的驅(qū)動(dòng)程序。它包含了對(duì)具體設(shè)備的操作和控制邏輯，通過(guò)調(diào)用I2C總線核心驅(qū)動(dòng)提供的API函數(shù)與設(shè)備進(jìn)行通信。設(shè)備驅(qū)動(dòng)的主要任務(wù)包括初始化設(shè)備、讀寫(xiě)數(shù)據(jù)、配置設(shè)備參數(shù)等。

三部分之間的關(guān)系如下：

I2C核心層驅(qū)動(dòng)作為頂層驅(qū)動(dòng)，管理整個(gè)I2C子系統(tǒng)，并提供了基本的I2C操作接口。

I2C適配器驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)與底層硬件的I2C控制器進(jìn)行交互，通過(guò)適配器驅(qū)動(dòng)，I2C總線核心驅(qū)動(dòng)能夠與硬件進(jìn)行通信。

I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)則針對(duì)具體的I2C設(shè)備編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備的初始化、讀寫(xiě)數(shù)據(jù)等操作。

三、具體設(shè)備驅(qū)動(dòng)分析

由于作為開(kāi)發(fā)者我們需要關(guān)注并且需要我們親自編寫(xiě)的部分就只有設(shè)備驅(qū)動(dòng)了，所以我們今天就詳細(xì)介紹一下設(shè)備驅(qū)動(dòng)這部分。

當(dāng)我們需要編寫(xiě)具體的I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，我們需要編寫(xiě)以下內(nèi)容：**probe函數(shù)、remove函數(shù)、操作函數(shù)以及數(shù)據(jù)傳輸與處理**，下面將對(duì)每部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

3.1 Probe函數(shù)

具體設(shè)備中的probe函數(shù)是I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)中最重要的函數(shù)之一，用于在I2C設(shè)備與驅(qū)動(dòng)匹配成功后進(jìn)行初始化和注冊(cè)設(shè)備。在probe函數(shù)中，可以執(zhí)行以下任務(wù)：

進(jìn)行設(shè)備的特定初始化操作，例如配置設(shè)備寄存器、申請(qǐng)內(nèi)存資源等。

注冊(cè)字符設(shè)備、輸入設(shè)備或其他設(shè)備類(lèi)別，使系統(tǒng)能夠識(shí)別和使用該設(shè)備。

存儲(chǔ)設(shè)備私有數(shù)據(jù)，通常使用i2c_set_clientdata函數(shù)將私有數(shù)據(jù)與i2c_client相關(guān)聯(lián)，方便后續(xù)的操作函數(shù)訪問(wèn)。

我們?cè)趯W(xué)習(xí)其他設(shè)備驅(qū)動(dòng)的時(shí)候就知道了probe函數(shù)是設(shè)備與驅(qū)動(dòng)匹配成功后被調(diào)用執(zhí)行的。它的原型通常如下所示：

staticinti2c_device_probe(structi2c_client*client,conststructi2c_device_id*id);

下面我們就找一個(gè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)來(lái)分析一下我們應(yīng)該如何編寫(xiě)：

這里以rk3x_i2c_probe為例給大家進(jìn)行分析：
staticintrk3x_i2c_probe(structplatform_device*pdev)
{
structdevice_node*np=pdev->dev.of_node;
conststructof_device_id*match;
structrk3x_i2c*i2c;
structresource*mem;
intret=0;
intbus_nr;
u32value;
intirq;
unsignedlongclk_rate;

i2c=devm_kzalloc(&pdev->dev,sizeof(structrk3x_i2c),GFP_KERNEL);
if(!i2c)
return-ENOMEM;

match=of_match_node(rk3x_i2c_match,np);
i2c->soc_data=(structrk3x_i2c_soc_data*)match->data;

/*usecommoninterfacetogetI2Ctimingproperties*/
i2c_parse_fw_timings(&pdev->dev,&i2c->t,true);

strlcpy(i2c->adap.name,"rk3x-i2c",sizeof(i2c->adap.name));
i2c->adap.owner=THIS_MODULE;
i2c->adap.algo=&rk3x_i2c_algorithm;
i2c->adap.retries=3;
i2c->adap.dev.of_node=np;
i2c->adap.algo_data=i2c;
i2c->adap.dev.parent=&pdev->dev;

i2c->dev=&pdev->dev;

spin_lock_init(&i2c->lock);
init_waitqueue_head(&i2c->wait);

i2c->i2c_restart_nb.notifier_call=rk3x_i2c_restart_notify;
i2c->i2c_restart_nb.priority=128;
ret=register_i2c_restart_handler(&i2c->i2c_restart_nb);
if(ret){
dev_err(&pdev->dev,"failedtosetupi2crestarthandler.
");
returnret;
}

mem=platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_MEM,0);
i2c->regs=devm_ioremap_resource(&pdev->dev,mem);
if(IS_ERR(i2c->regs))
returnPTR_ERR(i2c->regs);

/*TrytosettheI2Cadapternumberfromdt*/
bus_nr=of_alias_get_id(np,"i2c");

/*
*SwitchtonewinterfaceiftheSoCalsoofferstheoldone.
*ThecontrolbitislocatedintheGRFregisterspace.
*/
if(i2c->soc_data->grf_offset>=0){
structregmap*grf;

grf=syscon_regmap_lookup_by_phandle(np,"rockchip,grf");
if(IS_ERR(grf)){
dev_err(&pdev->dev,
"rk3x-i2cneeds'rockchip,grf'property
");
returnPTR_ERR(grf);
}

if(bus_nrdev,"rk3x-i2cneedsi2cXalias");
return-EINVAL;
}

/*27+i:writemask,11+i:value*/
value=BIT(27+bus_nr)|BIT(11+bus_nr);

ret=regmap_write(grf,i2c->soc_data->grf_offset,value);
if(ret!=0){
dev_err(i2c->dev,"CouldnotwritetoGRF:%d
",ret);
returnret;
}
}

/*IRQsetup*/
irq=platform_get_irq(pdev,0);
if(irqdev,"cannotfindrk3xIRQ
");
returnirq;
}

ret=devm_request_irq(&pdev->dev,irq,rk3x_i2c_irq,
0,dev_name(&pdev->dev),i2c);
if(retdev,"cannotrequestIRQ
");
returnret;
}

platform_set_drvdata(pdev,i2c);

if(i2c->soc_data->calc_timings==rk3x_i2c_v0_calc_timings){
/*Onlyoneclocktouseforbusclockandperipheralclock*/
i2c->clk=devm_clk_get(&pdev->dev,NULL);
i2c->pclk=i2c->clk;
}else{
i2c->clk=devm_clk_get(&pdev->dev,"i2c");
i2c->pclk=devm_clk_get(&pdev->dev,"pclk");
}

if(IS_ERR(i2c->clk)){
ret=PTR_ERR(i2c->clk);
if(ret!=-EPROBE_DEFER)
dev_err(&pdev->dev,"Can'tgetbusclk:%d
",ret);
returnret;
}
if(IS_ERR(i2c->pclk)){
ret=PTR_ERR(i2c->pclk);
if(ret!=-EPROBE_DEFER)
dev_err(&pdev->dev,"Can'tgetperiphclk:%d
",ret);
returnret;
}

ret=clk_prepare(i2c->clk);
if(retdev,"Can'tpreparebusclk:%d
",ret);
returnret;
}
ret=clk_prepare(i2c->pclk);
if(retdev,"Can'tprepareperiphclock:%d
",ret);
gotoerr_clk;
}

i2c->clk_rate_nb.notifier_call=rk3x_i2c_clk_notifier_cb;
ret=clk_notifier_register(i2c->clk,&i2c->clk_rate_nb);
if(ret!=0){
dev_err(&pdev->dev,"Unabletoregisterclocknotifier
");
gotoerr_pclk;
}

clk_rate=clk_get_rate(i2c->clk);
rk3x_i2c_adapt_div(i2c,clk_rate);

ret=i2c_add_adapter(&i2c->adap);
if(retdev,"Couldnotregisteradapter
");
gotoerr_clk_notifier;
}

dev_info(&pdev->dev,"InitializedRK3xxxI2Cbusat%p
",i2c->regs);

return0;

err_clk_notifier:
clk_notifier_unregister(i2c->clk,&i2c->clk_rate_nb);
err_pclk:
clk_unprepare(i2c->pclk);
err_clk:
clk_unprepare(i2c->clk);
returnret;
}

從上面的代碼我們可以發(fā)現(xiàn)rk3x_i2c_probe主要做了以下幾件事情：

1、通過(guò)devm_kzalloc函數(shù)為rk3x_i2c結(jié)構(gòu)體分配內(nèi)存空間；
2、從設(shè)備樹(shù)中獲取I2C設(shè)備信息并填充rk3x_i2c結(jié)構(gòu)體；
3、使用devm_platform_ioremap_resource函數(shù)來(lái)映射設(shè)備的寄存器資源到內(nèi)存中；
4、獲取并配置中斷；
5、使用i2c_add_adapter注冊(cè)設(shè)備

基本上這個(gè)驅(qū)動(dòng)就是一個(gè)比較完整的I2C設(shè)備初始化流程了，我們?nèi)绻胍帉?xiě)其他設(shè)備的驅(qū)動(dòng)可以參考該驅(qū)動(dòng)初始化來(lái)進(jìn)行編寫(xiě)。

3.2 讀寫(xiě)函數(shù)

由于rk3x_i2c中的讀寫(xiě)函數(shù)和該設(shè)備關(guān)聯(lián)性較大，不具備通用性，這里以sx1_i2c_write_byte和sx1_i2c_read_byte來(lái)給大家進(jìn)行分析，該函數(shù)更具有通用性。

/*WritetoI2Cdevice*/
intsx1_i2c_write_byte(u8devaddr,u8regoffset,u8value)
{
structi2c_adapter*adap;
interr;
structi2c_msgmsg[1];
unsignedchardata[2];

adap=i2c_get_adapter(0);
if(!adap)
return-ENODEV;
msg->addr=devaddr;/*I2Caddressofchip*/
msg->flags=0;
msg->len=2;
msg->buf=data;
data[0]=regoffset;/*registernum*/
data[1]=value;/*registerdata*/
err=i2c_transfer(adap,msg,1);
i2c_put_adapter(adap);
if(err>=0)
return0;
returnerr;
}

/*ReadfromI2Cdevice*/
intsx1_i2c_read_byte(u8devaddr,u8regoffset,u8*value)
{
structi2c_adapter*adap;
interr;
structi2c_msgmsg[1];
unsignedchardata[2];

adap=i2c_get_adapter(0);
if(!adap)
return-ENODEV;

msg->addr=devaddr;/*I2Caddressofchip*/
msg->flags=0;
msg->len=1;
msg->buf=data;
data[0]=regoffset;/*registernum*/
err=i2c_transfer(adap,msg,1);

msg->addr=devaddr;/*I2Caddress*/
msg->flags=I2C_M_RD;
msg->len=1;
msg->buf=data;
err=i2c_transfer(adap,msg,1);
*value=data[0];
i2c_put_adapter(adap);

if(err>=0)
return0;
returnerr;
}

從上面的代碼可以看出，sx1_i2c_write_byte主要完成了以下功能：

1、通過(guò)調(diào)用i2c_get_adapter(0)函數(shù)獲取指定索引的I2C適配器對(duì)象并賦值給adap變量。
2、初始化一個(gè)structi2c_msg類(lèi)型的數(shù)組msg，該數(shù)組包含一個(gè)元素用于I2C消息的傳輸。
3、設(shè)置msg結(jié)構(gòu)體中的字段：
addr：設(shè)備的I2C地址。
flags：傳輸標(biāo)志位，此處為0表示寫(xiě)操作。
len：要傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，此處設(shè)置為2，即寄存器地址和寄存器數(shù)據(jù)兩個(gè)字節(jié)。
buf：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，用于存儲(chǔ)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。
4、將要寫(xiě)入的設(shè)備寄存器地址和數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在data數(shù)組的第一個(gè)和第二個(gè)元素中，即data[0]=regoffset;和data[1]=value;。
5、調(diào)用i2c_transfer()函數(shù)進(jìn)行I2C消息傳輸，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入設(shè)備寄存器。
6、使用i2c_put_adapter()函數(shù)釋放先前獲取的I2C適配器對(duì)象。

sx1_i2c_read_byte主要完成了以下功能：

1、通過(guò)調(diào)用i2c_get_adapter(0)函數(shù)獲取指定索引的I2C適配器對(duì)象并賦值給adap變量。
2、初始化一個(gè)structi2c_msg類(lèi)型的數(shù)組msg，該數(shù)組包含一個(gè)元素用于I2C消息的傳輸。
3、設(shè)置msg結(jié)構(gòu)體中的字段：
addr：設(shè)備的I2C地址。
flags：傳輸標(biāo)志位，此處為0表示寫(xiě)操作。
len：要傳輸或接收的字節(jié)數(shù)。
buf：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的指針，用于存儲(chǔ)要發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)。
4、將要讀取的設(shè)備寄存器地址存儲(chǔ)在data數(shù)組的第一個(gè)元素中，即data[0]=regoffset;。
5、調(diào)用i2c_transfer()函數(shù)進(jìn)行I2C消息傳輸，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入設(shè)備寄存器。
6、更改flags字段為I2C_M_RD，表示接收模式（讀操作）。
7、再次調(diào)用i2c_transfer()函數(shù)進(jìn)行I2C消息傳輸，從設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)。
8、將讀取到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在data數(shù)組的第一個(gè)元素中，即*value=data[0];。
9、使用i2c_put_adapter()函數(shù)釋放先前獲取的I2C適配器對(duì)象。

對(duì)比I2C讀和寫(xiě)的過(guò)程大家可能會(huì)發(fā)現(xiàn)I2C讀的過(guò)程為什么調(diào)用了兩次i2c_transfer函數(shù)呢？多調(diào)用了一次i2c_transfer函數(shù)是因?yàn)槲覀冊(cè)谡{(diào)用i2c_transfer讀取數(shù)據(jù)時(shí)，需要先發(fā)送要讀取的寄存器地址給設(shè)備，然后再?gòu)脑O(shè)備讀取實(shí)際的數(shù)據(jù)。所以第一次使用i2c_transfer發(fā)送的信息為需要讀取的地址信息，第二次將標(biāo)志位改為讀，然后使用i2c_transfer將從設(shè)備返回的信息存儲(chǔ)到i2c_adapter中。

四、I2C驅(qū)動(dòng)中幾個(gè)重要的結(jié)構(gòu)體

在I2C驅(qū)動(dòng)中，有三個(gè)比較重要的結(jié)構(gòu)體用于描述和管理I2C設(shè)備和傳輸操作。下面就這三個(gè)結(jié)構(gòu)體的成員以及作用來(lái)給大家講解一下：

4.1 i2c_adapter 結(jié)構(gòu)體

定義位置：i2c.h結(jié)構(gòu)體原型：

structi2c_adapter{
structmodule*owner;
unsignedintclass;/*classestoallowprobingfor*/
conststructi2c_algorithm*algo;/*thealgorithmtoaccessthebus*/
void*algo_data;

/*datafieldsthatarevalidforalldevices*/
conststructi2c_lock_operations*lock_ops;
structrt_mutexbus_lock;
structrt_mutexmux_lock;

inttimeout;/*injiffies*/
intretries;
structdevicedev;/*theadapterdevice*/
unsignedlonglocked_flags;/*ownedbytheI2Ccore*/
#defineI2C_ALF_IS_SUSPENDED0
#defineI2C_ALF_SUSPEND_REPORTED1

intnr;
charname[48];
structcompletiondev_released;

structmutexuserspace_clients_lock;
structlist_headuserspace_clients;

structi2c_bus_recovery_info*bus_recovery_info;
conststructi2c_adapter_quirks*quirks;

structirq_domain*host_notify_domain;
structregulator*bus_regulator;
};

幾個(gè)重要的成員：

name：適配器的名稱。
nr：適配器的編號(hào)。
bus_lock和bus_unlock：用于保護(hù)對(duì)適配器的并發(fā)訪問(wèn)的鎖機(jī)制。
algo：指向I2C算法結(jié)構(gòu)體的指針，包含了適配器的通信算法，如標(biāo)準(zhǔn)模式、快速模式、高速模式等。

4.2 i2c_client 結(jié)構(gòu)體

定義位置：i2c.h結(jié)構(gòu)體原型：

structi2c_client{
unsignedshortflags;/*div.,seebelow*/
#defineI2C_CLIENT_PEC0x04/*UsePacketErrorChecking*/
#defineI2C_CLIENT_TEN0x10/*wehaveatenbitchipaddress*/
/*MustequalI2C_M_TENbelow*/
#defineI2C_CLIENT_SLAVE0x20/*wearetheslave*/
#defineI2C_CLIENT_HOST_NOTIFY0x40/*WewanttouseI2Chostnotify*/
#defineI2C_CLIENT_WAKE0x80/*forboard_info;trueiffcanwake*/
#defineI2C_CLIENT_SCCB0x9000/*UseOmnivisionSCCBprotocol*/
/*MustmatchI2C_M_STOP|IGNORE_NAK*/

unsignedshortaddr;/*chipaddress-NOTE:7bit*/
/*addressesarestoredinthe*/
/*_LOWER_7bits*/
charname[I2C_NAME_SIZE];
structi2c_adapter*adapter;/*theadapterwesiton*/
structdevicedev;/*thedevicestructure*/
intinit_irq;/*irqsetatinitialization*/
intirq;/*irqissuedbydevice*/
structlist_headdetected;
#ifIS_ENABLED(CONFIG_I2C_SLAVE)
i2c_slave_cb_tslave_cb;/*callbackforslavemode*/
#endif
void*devres_group_id;/*IDofprobedevresgroup*/
};

幾個(gè)重要的成員：

flags：標(biāo)志位，用于指定設(shè)備的特性和行為。
addr：設(shè)備的I2C地址。
adapter：指向i2c_adapter的指針，表示所屬的I2C適配器。
driver：指向設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的指針，表示設(shè)備所使用的驅(qū)動(dòng)。

4.3 i2c_driver 結(jié)構(gòu)體

定義位置：i2c.h結(jié)構(gòu)體原型：

structi2c_driver{
unsignedintclass;

union{
/*Standarddrivermodelinterfaces*/
int(*probe)(structi2c_client*client);
/*
*Legacycallbackthatwaspartofaconversionof.probe().
*Todayithasthesamesemanticas.probe().Don'tusefornew
*code.
*/
int(*probe_new)(structi2c_client*client);
};
void(*remove)(structi2c_client*client);


/*drivermodelinterfacesthatdon'trelatetoenumeration*/
void(*shutdown)(structi2c_client*client);

/*Alertcallback,forexamplefortheSMBusalertprotocol.
*Theformatandmeaningofthedatavaluedependsontheprotocol.
*FortheSMBusalertprotocol,thereisasinglebitofdatapassed
*asthealertresponse'slowbit("eventflag").
*FortheSMBusHostNotifyprotocol,thedatacorrespondstothe
*16-bitpayloaddatareportedbytheslavedeviceactingasmaster.
*/
void(*alert)(structi2c_client*client,enumi2c_alert_protocolprotocol,
unsignedintdata);

/*aioctllikecommandthatcanbeusedtoperformspecificfunctions
*withthedevice.
*/
int(*command)(structi2c_client*client,unsignedintcmd,void*arg);

structdevice_driverdriver;
conststructi2c_device_id*id_table;

/*Devicedetectioncallbackforautomaticdevicecreation*/
int(*detect)(structi2c_client*client,structi2c_board_info*info);
constunsignedshort*address_list;
structlist_headclients;

u32flags;
};

幾個(gè)重要的成員：

driver：是一個(gè)structdevice_driver結(jié)構(gòu)體，用于向Linux設(shè)備模型注冊(cè)驅(qū)動(dòng)程序。
probe和remove：指向探測(cè)和移除設(shè)備的函數(shù)指針，通過(guò)這兩個(gè)函數(shù)，驅(qū)動(dòng)程序可以在發(fā)現(xiàn)匹配的設(shè)備時(shí)執(zhí)行初始化操作，并在設(shè)備被移除時(shí)執(zhí)行清理操作。
id_table：用于指定驅(qū)動(dòng)程序支持的I2C設(shè)備ID列表，以便匹配對(duì)應(yīng)的設(shè)備。

這些結(jié)構(gòu)體共同構(gòu)成了Linux內(nèi)核中的I2C驅(qū)動(dòng)框架，提供了對(duì)I2C總線、適配器和設(shè)備的抽象和管理功能。開(kāi)發(fā)者可以基于這些結(jié)構(gòu)體來(lái)編寫(xiě)自己的I2C驅(qū)動(dòng)程序，并實(shí)現(xiàn)與I2C設(shè)備的通信和控制。所以我們的工作就是填充這些結(jié)構(gòu)體然后調(diào)用對(duì)應(yīng)的接口把我們填充好的結(jié)構(gòu)體傳遞給I2C設(shè)備器驅(qū)動(dòng)和核心驅(qū)動(dòng)從而完成設(shè)備的初始化和讀寫(xiě)操作。

五、總結(jié)

I2C驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)有一個(gè)特點(diǎn)：弄懂比較難，會(huì)用比較簡(jiǎn)單，這是因?yàn)橛泻芏嗟挠须y度的內(nèi)容以及和協(xié)議相關(guān)的內(nèi)容都已經(jīng)被Linux或者芯片廠封裝好了，我們需要做的就是使用他們提供的這些接口完成指定設(shè)備的讀寫(xiě)操作，但是我們的學(xué)習(xí)不能止步于此，所以我們不但要會(huì)用，還要知其然知其所以然。

審核編輯：劉清