3  i2c-dev

3.1 概述

之前在介紹I2C子系統時，提到過使用i2c-dev.c文件在應用程式中實現我們的I2C從設備驅動。不過，它實現的是一個虛擬，臨時的i2c_client，隨著設備文件的打開而產生，並隨著設備文件的關閉而撤銷。I2c-dev.c針對每個I2C適配器生成一個主設備號為89的設備文件，實現了i2c_driver的成員函數以及文件操作介面，所以i2c-dev.c的主題是”i2c_driver成員函數+字元設備驅動”。

3.2 i2c-dev.c源碼分析

初始化模塊

1. static int __init i2c_dev_init(void)  
2. {  
3.          res= register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops);  
4.    
5.          i2c_dev_class= class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");  
6.    
7.          /*Keep track of adapters which will be added or removed later */  
8.          res= bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);  
9.    
10.          /*綁定已經存在的適配器 */  
11.          i2c_for_each_dev(NULL,i2cdev_attach_adapter);  
12. }  

I2c-dev初始化函數主要做了註冊名為”i2c”的字元設備文件和”i2c-dev”的類

i2cdev_read和i2cdev_write

I2c-dev.c中實現的i2cdev_read和i2cdev_write函數不具有太強的通用性，只適合下麵這種單開始信號情況：

而不適合多開始信號的情況：

所以我們經常會使用i2cdev_ioctl函數的I2C_RDWR，在分析i2cdev_ioctl函數之前，我們需要瞭解一個結構體：

1. /* This is the structure as used in theI2C_RDWR ioctl call */  
2. struct i2c_rdwr_ioctl_data {  
3.          structi2c_msg __user *msgs;         /* pointersto i2c_msgs */  
4.          __u32nmsgs;                    /* number ofi2c_msgs */  
5. };  

Msgs     表示單個開始信號傳遞的數據；

Nmsgs     表示有多少個msgs，比如上圖，單開始信號時，nmsgs等於1；多開始信號時，nmsgs等於2

1. struct i2c_msg {  
2.          __u16addr;     /* slave address                         */  
3.          __u16flags;  /* 預設為寫入 */  
4. #define I2C_M_TEN                  0x0010     /*this is a ten bit chip address */  
5. #define I2C_M_RD           0x0001     /* read data,from slave to master */  
6. #define I2C_M_NOSTART                  0x4000     /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  
7. #define I2C_M_REV_DIR_ADDR     0x2000     /*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  
8. #define I2C_M_IGNORE_NAK          0x1000     /*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  
9. #define I2C_M_NO_RD_ACK           0x0800     /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */  
10. #define I2C_M_RECV_LEN               0x0400     /* length will be first received byte */  
11.          __u16len;                  /* msg length                              */  
12.          __u8*buf;                 /* pointer to msgdata                       */  
13. };  

3.3 eeprom實例

預備知識

使用的ok6410開發板，eeprom的地址為0x50，實驗完成一個數據的讀寫，先看下讀寫時序

AT24C02任意地址位元組寫的時序：

AT24C02任意地址位元組寫的時序：

用戶態驅動：

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <stdlib.h>
//#include <linux/types.h>

#define I2C_RDWR 0x0707

struct i2c_msg {
unsigned short addr; /* slave address */
unsigned short flags;
unsigned short len; /* msg length */
unsigned char *buf; /* pointer to msg data */
};

struct i2c_rdwr_ioctl_data {
struct i2c_msg *msgs; /* pointers to i2c_msgs */
unsigned int nmsgs; /* number of i2c_msgs */
};

int main()
{
int fd;
struct i2c_rdwr_ioctl_data e2prom_data;

//1. 打開通用設備文件
fd = open("/dev/i2c-0", O_RDWR);

//為i2c_rdwr_ioctl_data中的struct i2c_msg *分配空間
e2prom_data.msgs = (struct i2c_msg *)malloc(2*sizeof(struct i2c_msg)); // 構造兩條消息

//2. 構造寫數據到eeprom
e2prom_data.nmsgs = 1; // 只有一條消息
(e2prom_data.msgs[0]).len = 2; //長度等於2,第一個位元組代表的是i2c設備的內部地址,第二個位元組代表的是寫入的數據
(e2prom_data.msgs[0]).addr = 0x50; // 從設備地址(e2prom的地址)，註意這裡是不帶方向的！
(e2prom_data.msgs[0]).flags = 0; // 方向由flag標誌位來指明,0代表了寫,1代表了讀
(e2prom_data.msgs[0]).buf = (unsigned char*)malloc(2); // 這裡只分配兩個位元組(內部偏移地址一位元組,數據1位元組)
(e2prom_data.msgs[0]).buf[0] = 0x10; // 數據將寫入e2prom中的內部0x10地址中
(e2prom_data.msgs[0]).buf[1] = 0x60; // 寫入e2prom中內 部0x10地址中的數據位0x60

//3. 使用ioctl寫入數據
ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data, I2C_RDWR); // 這裡面的命令參數對應的是驅動內部的ioctl中的case語句中的參數

//4. 構造從eeprom讀數據的消息
e2prom_data.nmsgs = 2; // 讀數據需要兩條消息
(e2prom_data.msgs[0]).len = 1; //長度為一個位元組,代表的是i2c設備的內部地址
(e2prom_data.msgs[0]).addr = 0x50; // 從設備地址(e2prom的地址)，註意這裡是不帶方向的！
(e2prom_data.msgs[0]).flags = 0; // 方向由flag標誌位來指明,0代表了寫,1代表了讀
(e2prom_data.msgs[0]).buf[0] = 0x10; // 數據將寫入e2prom中的內部0x10地址中
// 第二條消息(讀數據)
(e2prom_data.msgs[1]).len = 1; //長度為一個位元組,代表的是i2c設備的內部地址
(e2prom_data.msgs[1]).addr = 0x50; // 從設備地址(e2prom的地址)，註意這裡是不帶方向的！
(e2prom_data.msgs[1]).flags = 1; // 方向由flag標誌位來指明,0代表了寫,1代表了讀
(e2prom_data.msgs[1]).buf = (unsigned char*)malloc(2);
(e2prom_data.msgs[1]).buf[0] = 0; // 數據從e2prom中的內部0x10地址中讀出

//5. 使用ioctl讀出數據
ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data);
printf("buf[0] = %x\n", (e2prom_data.msgs[1]).buf[0]);

//6. 關閉設備
close(fd);
}