IIC核心函数
i2c_add_adapter()
该函数存放在内核/drivers/i2c/i2c-core-base.c文件。注册一个i2c适配器。
cpp
/*
* 注册一个i2c适配器
* adapter->nr：适配器的编号
* adapter：i2c物理控制器对应的适配器
*/
// 由kernel分配适配器的编号
int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
// 自己指定适配器的编号
int i2c_add_numbered_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
/*
* 返回值：
* 成功：0
* 失败：负值
*/i2c_add_driver()宏
该函数存放在内核/include/linux/i2c.h文件。注册一个i2c驱动。
cpp
// struct i2c_driver
#define i2c_add_driver(driver) \ i2c_register_driver(THIS_MODULE, driver)
/*
* 存放在内核/drivers/i2c/i2c-core-base.c文件
* 注册一个i2c驱动
* owner：一般为THIS_MODULE
* driver：要注册的i2c_driver，对应的驱动结构体由我们自己来实现
*/
int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver);
/*
* 返回值：
* 成功：0
* 失败：负值
*/i2c_transfer()
该函数存放在内核/drivers/i2c/i2c-core-base.c文件。进行iic消息收发（可收可发）。
该函数的核心是：adap → algo → master_xfer(adap, msgs, num)，也就是适配器的具体通信方法。
cpp
/*
* 收发消息都要用到i2c_adapter适配器
* adap：所使用的的I2C适配器，i2c_client会保存其对应的i2c_adapter
* msgs：i2c要发生的一个或多个消息，每个消息对应一个消息结构体
* num：消息数量（即msgs的数量）
*/
int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num);
/*
* 返回值：
* 成功：发送的msgs的数量
* 失败：负值
*/
/* 该结构体存放在内核/include/uapi/linux/i2c.h文件 */
struct i2c_msg
{
__u16 addr; // 从机地址，发送到哪个从设备地址
__u16 flags; // 读写等其他特性，见下面的宏
// 此宏表示读，0表示写
#define I2C_M_RD 0x0001 /* read data, from slave to master */
/* I2C_M_RD is guaranteed to be 0x0001! */
#define I2C_M_TEN 0x0010 /* this is a ten bit chip address */
#define I2C_M_DMA_SAFE 0x0200 /* the buffer of this message is DMA safe */
/* makes only sense in kernelspace */
/* userspace buffers are copied anyway */
#define I2C_M_RECV_LEN 0x0400 /* length will be first received byte */
#define I2C_M_NO_RD_ACK 0x0800 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_IGNORE_NAK 0x1000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_NOSTART 0x4000 /* if I2C_FUNC_NOSTART */
#define I2C_M_STOP 0x8000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
__u16 len; // 消息数据的长度
__u8 *buf; // 发送或接收的消息缓冲区
};i2c_master_send()
该函数存放在内核/include/linux/i2c.h文件。发送一个i2c消息（只能是一个）。其实最终调用的还是i2c_transfer()。
cpp
static inline int i2c_master_send(const struct i2c_client *client,
const char *buf, int count)
{
return i2c_transfer_buffer_flags(client, (char *)buf, count, 0);
};i2c_master_recv()
该函数存放在内核/include/linux/i2c.h文件。接收一个i2c消息（只能是一个）。其实最终调用的还是i2c_transfer()。
cpp
static inline int i2c_master_recv(const struct i2c_client *client,
char *buf, int count)
{
return i2c_transfer_buffer_flags(client, buf, count, I2C_M_RD);
};i2c_transfer_buffer_flags()
该函数存放在内核/drivers/i2c/i2c-core-base.c文件。发送一个i2c消息。其实最终调用的还是i2c_transfer()。
cpp
int i2c_transfer_buffer_flags(const struct i2c_client *client, char *buf, int count, u16 flags)
{
int ret;
// 根据传入参数构建消息结构体，此结构体定义详见上
struct i2c_msg msg =
{
.addr = client->addr,
.flags = flags | (client->flags & I2C_M_TEN),
.len = count,
.buf = buf,
};
ret = i2c_transfer(client->adapter, &msg, 1);
/*
* If everything went ok (i.e. 1 msg transferred), return #bytes
* transferred, else error code.
*/
return (ret == 1) ? count : ret;
}万能的i2c驱动（i2c-dev.c文件）
文件存放于内核/drivers/i2c/。
内核集成i2c_dev驱动模块，开机自动加载
为每个i2c_adapter生成一个设备文件，通过该设备文件间接使用i2c核心函数收发数据
注册i2c总线的通知函数，解决加载顺序问题
i2c_dev_init()
cpp
#define I2C_MAJOR 89 /* Device major number */
#define MINORBITS 20
#define MINORMASK ((1U << MINORBITS) - 1)
#define I2C_MINORS MINORMASK
static int __init i2c_dev_init(void)
{
int res;
printk(KERN_INFO "i2c /dev entries driver\n");
// 申请设备号，I2C_MAJOR为89，次设备号为0，I2C_MINORS为1<<20-1，表示次设备号的数量。
// 就是把这个主设备号对应的次设备号都申请了。
res = register_chrdev_region(MKDEV(I2C_MAJOR, 0), I2C_MINORS, "i2c");
if (res)
goto out;
// 创建一个同名类，在 /sys/class中可以看到
i2c_dev_class = class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");
if (IS_ERR(i2c_dev_class)) {
res = PTR_ERR(i2c_dev_class);
goto out_unreg_chrdev;
}
...
// 注册i2c总线的通知函数
// 参数2详见下
res = bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);
if (res)
goto out_unreg_class;
/* Bind to already existing adapters right away */
// 遍历i2c总线上的所有设备，每次都执行第二个参数对应的函数
i2c_for_each_dev(NULL, i2cdev_attach_adapter);
return 0;
out_unreg_class:
class_destroy(i2c_dev_class);
out_unreg_chrdev:
unregister_chrdev_region(MKDEV(I2C_MAJOR, 0), I2C_MINORS);
out:
printk(KERN_ERR "%s: Driver Initialisation failed\n", __FILE__);
return res;
}
static struct notifier_block i2cdev_notifier =
{
// 详见下
.notifier_call = i2cdev_notifier_call,
};
static int i2cdev_notifier_call(struct notifier_block *nb, unsigned long action,
void *data)
{
struct device *dev = data;
// 发生的事件类型
switch (action) {
// 此i2c总线下发生添加设备事件
case BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE:
// 创建设备文件之类的操作
return i2cdev_attach_adapter(dev, NULL);
// 此i2c总线下发生删除设备事件
case BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE:
return i2cdev_detach_adapter(dev, NULL);
}
return 0;
}
int i2c_for_each_dev(void *data, int (*fn)(struct device *, void *))
{
int res;
mutex_lock(&core_lock);
res = bus_for_each_dev(&i2c_bus_type, NULL, data, fn);
mutex_unlock(&core_lock);
return res;
}
int bus_for_each_dev(struct bus_type *bus, struct device *start,
void *data, int (*fn)(struct device *, void *))
{
struct klist_iter i;
struct device *dev;
int error = 0;
if (!bus || !bus->p)
return -EINVAL;
klist_iter_init_node(&bus->p->klist_devices, &i,
(start ? &start->p->knode_bus : NULL));
while (!error && (dev = next_device(&i)))
error = fn(dev, data);
klist_iter_exit(&i);
return error;
}i2cdev_attach_adapter()
i2c总线添加设备后回调执行的函数。
cpp
static int i2cdev_attach_adapter(struct device *dev, void *dummy)
{
struct i2c_adapter *adap;
struct i2c_dev *i2c_dev;
int res;
// 若设备类型不是i2c适配器，直接返回
// 也有可能是 i2c_client 设备
if (dev->type != &i2c_adapter_type)
return 0;
// 从i2c设备结构体中获取i2c适配器结构体
adap = to_i2c_adapter(dev);
// 分配内存
i2c_dev = get_free_i2c_dev(adap);
if (IS_ERR(i2c_dev))
return PTR_ERR(i2c_dev);
// 设置文件操作接口
cdev_init(&i2c_dev->cdev, &i2cdev_fops);
i2c_dev->cdev.owner = THIS_MODULE;
// 注意次设备号为适配器对应的编号，可以自己指定，也可以有系统分配
// 参数3为次设备号的数量，此fops只对应次设备号的文件
res = cdev_add(&i2c_dev->cdev, MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr), 1);
if (res)
goto error_cdev;
/* register this i2c device with the driver core */
// 在/sys下，在i2c_dev_class类（参数1）下创建一个新的目录， "i2c-适配器编号"就是目录名
// 然后会通知用户空间的uevent守护进程，此守护进程会创建一个同参数4名的设备文件
i2c_dev->dev = device_create(i2c_dev_class, &adap->dev,
MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr), NULL,
"i2c-%d", adap->nr);
if (IS_ERR(i2c_dev->dev)) {
res = PTR_ERR(i2c_dev->dev);
goto error;
}
pr_debug("i2c-dev: adapter [%s] registered as minor %d\n",
adap->name, adap->nr);
return 0;
error:
cdev_del(&i2c_dev->cdev);
error_cdev:
put_i2c_dev(i2c_dev);
return res;
}i2cdev_fops结构体
cpp
static const struct file_operations i2cdev_fops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.llseek = no_llseek,
.read = i2cdev_read,
.write = i2cdev_write,
.unlocked_ioctl = i2cdev_ioctl,
.compat_ioctl = compat_i2cdev_ioctl,
.open = i2cdev_open,
.release = i2cdev_release,
};i2cdev_open()
cpp
static int i2cdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
// 从inode获取次设备号，就是适配器的编号
unsigned int minor = iminor(inode);
struct i2c_client *client;
struct i2c_adapter *adap;
// 根据次设备号从i2c总线获取对应的适配器
adap = i2c_get_adapter(minor);
if (!adap)
return -ENODEV;
// client表示某个具体的i2c设备，为其分配内存
client = kzalloc(sizeof(*client), GFP_KERNEL);
if (!client) {
i2c_put_adapter(adap);
return -ENOMEM;
}
// 设置具体的i2c设备的名字
snprintf(client->name, I2C_NAME_SIZE, "i2c-dev %d", adap->nr);
// 设置具体的i2c设备归属的适配器
client->adapter = adap;
// 以后可以通过file的此成员获取client指针
file->private_data = client;
return 0;
}i2cdev_read()
cpp
static ssize_t i2cdev_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count,
loff_t *offset)
{
char *tmp;
int ret;
struct i2c_client *client = file->private_data;
if (count > 8192)
count = 8192;
// 分配内存，用于接收消息
tmp = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
if (tmp == NULL)
return -ENOMEM;
pr_debug("i2c-dev: i2c-%d reading %zu bytes.\n", iminor(file_inode(file)), count);
// 核心函数，接受一个i2c消息
ret = i2c_master_recv(client, tmp, count);
if (ret >= 0)
ret = copy_to_user(buf, tmp, count) ? -EFAULT : ret;
kfree(tmp);
return ret;
}i2cdev_write()
cpp
static ssize_t i2cdev_write(struct file *file, const char __user *buf,
size_t count, loff_t *offset)
{
int ret;
char *tmp;
struct i2c_client *client = file->private_data;
if (count > 8192)
count = 8192;
把用户空间的buf拷贝内核空间的tmp
tmp = memdup_user(buf, count);
if (IS_ERR(tmp))
return PTR_ERR(tmp);
pr_debug("i2c-dev: i2c-%d writing %zu bytes.\n", iminor(file_inode(file)), count);
// 核心函数，发送一个i2c消息
ret = i2c_master_send(client, tmp, count);
kfree(tmp);
return ret;
}