• 设备、总线、驱动模型：

• IIC实现时序的三种方法：

• IIC子系统的组成

  

• 功能：
  • 实现通信
  • 实现设备与驱动的分离(使用platform注册一个系统i2c子实现）

子系统的核心是管理适配器、设备和驱动。主要实现device和driver注册、匹配、回调和注销。

• 注册了i2c总线，注册了dummy Driver

• 提供了adapter、driver、i2c_board_info等待注册/注销方法

• 提供通信方式（send/recv）

  • 结构体 统一函数

    • i2c_transfer()

      /* *传输数据 */ int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,int num);  struct i2c_msg{ 
                      __u16 addr; /* slave address */  __u16 flags; /*写是0，读是1*/ #define I2C_M_TEN 0x0010 /*a ten bit chip address*/ #define I2C_M_RD 0x0001 /* read data, from slave to master */ #define I2C_M_NOSTA 0x4000 #define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000 #define I2C_M_IGNORE_NAK 0x1000 #define I2C_M_NO_RD_ACK 0x0800
      #define I2C_M_RECV_LEN 0x0400 /*length will be first received byte*/
      	__u16 len; 				/* msg length */
      	__u8 *buf;  			/* pointer to msg data */
      };
      

    • 利用i2c_transfer发送数据只需填充一个i2c_msg即可:

      msg[0].addr = addr;			/*器件地址*/
      msg[0].flags = !I2C_M_RD; 	/*写标记*/
      msg[0].len = count;			/*buf大小*/
      msg[0].buf = &data; 		/*一般有两个或多个字节组成，第一个是写的地址，后面是写的数据*/
      

    • 利用i2c_transfer读取数据需填充两个i2c_msg：

      msg[0].addr = chip_addr;	/*器件地址*/
      msg[0].flags = !I2C_M_RD; 	/*写标记*/
      msg[0].len = count;			/*buf大小*/
      msg[0].buf = &addr;			/*器件单元地址*/
      msg[1].addr = chip_addr; 	/*器件地址*/
      msg[1].flags = I2C_M_RD; 	/*读标记*/
      msg[1].len = count;			/*buf大小*/
      msg[1].buf = &buf;			/*读取到的数据*/
      

  • 单独的读写函数：

    • int i2c_master_send(struct i2c_client *client, const char *buf, int count);
    • int i2c_master_recv(struct i2c_client *client, char *buf, int count);

  • smbus方式：

    • s32 i2c_smbus_read_byte_data(const struct i2c_client *client, u8 command)
    • s32 i2c_smbus_write_byte_data(const struct i2c_client *client, u8 command, u8 value)

• 每个i2c控制器被抽象成了一个i2c_adapter，完成数据收发任务。

  struct i2c_adapter{ 
            
  	struct module*owner;
  	unsigned int class;					/* classes to allow probing for */
  	const struct i2c_algorithm *algo; 	/*与总线通信相关的传输协议算法*/
  	void *algo_data;
  
  	/* data fields that are valid for all devices */
      struct rt_mutex bus_lock;
  	int timeout; 						/* in jiffies */
  	int retries;
  	struct device dev;					/* the adapter device */
  	int nr;								/* i2c端口号*/
  	char name[48];
  	struct completion dev_released;
  	struct list_head userspace_client;
  };
  

• 传输协议算法结构体：具体设备通信就是用的i2c_algorithm指定的方法。

  struct i2c_algorithm{ 
            
      int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num);
      int (*smbus_xfer)(struct i2c_adapter *adap, u16 addr, unsigned short flags,\
                       int size, union i2c_smbus_data *data);
      /*To determine what the adapter supports*/
      u32 (*functionality)(struct i2c_adapter *);
  }
  

• i2c总线匹配：设备树 > id_tables ， 如果设备树和id表都没有提供的话，不会从device_driver中的name匹配

• 完成i2c设备的控制功能,被抽象成i2c_driver，再将i2c设备注册成具体的字符、块或网络设备类型为应用提供服务。

• 数据结构体：

struct i2c_driver{ 
        
	unsigned int class; 
    int (*attach_adapter)(struct i2c_adapter *);
    int (*detach_adapter)(struct i2c_adapter *);
    
    /* Standard driver model interfaces */
	int(*probe)(struct i2c_client*, const struct i2c_device_id*);
	int(*remove)(struct i2c_client*);
    
    ...
        
	struct device_driver driver; 			//给name成员变量赋值或进行初始化
	const struct i2c_device_id *id_table;
	...
};

struct i2c_device_id{ 
         	//对于不使用设备树的驱动，必须用id_table匹配
	char name[I2C_NAME_SIZE];
	...
};

• 注册/注销方法：

/* 功能：把i2c_driver结构体加入内核 参数1：i2c_driver结构体指针 返回值：添加成功返回0，失败返回负值 */
int i2c_add_driver(srtuct i2c_driver *driver)
其中：
    #define i2c_add_driver(driver) i2c_register_driver(THIS_MODULE,driver)

/* 功能：把i2c_driver结构体从内核中删除 参数1：i2c_driver结构体指针 返回值：空 */
void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver);

1. 填充i2c_driver
2. i2c_add_driver(相当于register驱动)
3. 在probe中建立访问方式

• i2c设备被抽象成了一个i2c_client，用来描述一个具体的i2c设备，总线下有多少i2c设备就有多少个i2c_client与之对应。

• 数据结构：

struct i2c_client{ 
        
	unsigned short flags; 		/* div., see below */
	unsigned short addr; 	 	/*从机地址*/
	char name[I2C_NAME_SIZE];	/*名字*/
	struct i2c_adapter *adapter; /* the adapter we sit on */
	struct i2c_driver *driver;	/* 匹配后由内核赋值 */
	struct device dev;			/* the device structure */
	int irq;					/* irq issued by device */
	...
};
/*创建i2c设备就是填充：addr、name、adapter这3项*/

提供的方法：

/* *功能：创建并注册一个i2c设备 *参数： *@adap i2c适配器结构体指针 *@info i2c板级信息的结构体指针（里面包含i2c设备地址，以及给这个设备起的名字） *返回值：成功返回i2c_client结构体指针，失败返回NULL */
struct i2c_client *i2c_new_device(struct i2c_adapter *adap,\
                                  struct i2c_board_info const *info);
其中：
struct i2c_board_info{ 
        
	char type[I2C_NAME_SIZE]; //名字要和驱动里面的id_table一致方可匹配
	unsigned short flags;
	unsigned short addr; //从机地址
	void *platform_data;
	struct dev_archdata *archdata;
	struct device_node *of_node; //设备树节点
	int irq;
}; 

/* *功能：获得i2c_adapter结构体 *参数： * @nr :第几个adapter（0-2） * 返回值：获得的i2c_adapter结构体指针 */
struct i2c_adapter *i2c_get_adapter(int nr);	//nr硬件端口号


/* *功能：把i2c_client结构体从内核中删除 *参数： * @client :i2c_client 结构体指针 * 返回值：无 */
void i2c_unregister_device(struct i2c_client*client)	//注销

• 在加载函数中：
  1. 根据设备使用的I2C端口号，获取适配器指针：i2c_get_adapter()
  2. 跟据I2C设备信息（地址和名字），创建i2c设备信息结构体：struct i2c_board_info
  3. 根据前面两个步骤得到的指针信息，创建并注册I2C设备（i2c_client）：i2c_new_device(相当于register设备)
• 在卸载函数中
  • 卸载设备时释放创建的I2C设备：i2c_unregister_device()