Linux下I2C驱动框架：I2C 设备驱动

一. 简介

前面一篇文章学习了 Linux下 I2C 驱动框架与 I2C总线驱动（即I2C控制器驱动），文章如下：

Linux下I2C驱动实验： I2C驱动框架与I2C总线驱动-CSDN博客

Linux 内核也将 I2C 驱动分为两部分：
(1) I2C 总线驱动， I2C 总线驱动就是 SOC 的 I2C 控制器驱动，也叫做 I2C 适配器驱动。
(2) I2C 设备驱动， I2C 设备驱动就是针对具体的 I2C 设备而编写的驱动。

本文来学习一下 I2C 设备驱动。

二. Linux下I2C驱动实验：I2C设备驱动

I2C 设备驱动重点关注两个数据结构：i2c_client 和 i2c_driver，i2c_client 就是描述设备信息的，i2c_driver 描述驱动内容，类似于 platform_driver。

1. I2C 设备驱动涉及的结构体

（1）i2c_client 结构体

i2c_client 结构体定义在 include/linux/i2c.h 文件中，内容如下：

struct i2c_client {
    unsigned short flags; /* 标志 */
    unsigned short addr; /* 芯片地址，7 位，存在低 7 位*/
......
    char name[I2C_NAME_SIZE]; /* 名字 */
    struct i2c_adapter *adapter; /* 对应的 I2C 适配器 */
    struct device dev; /* 设备结构体 */
    int irq; /* 中断 */
    struct list_head detected;
......
};

一个设备对应一个 i2c_client ，每检测到一个 I2C 设备就会给这个 I2C 设备分配一个 i2c_client 。

（2）i2c_driver结构体

i2c_driver 类似 platform_driver，是我们编写 I2C 设备驱动重点要处理的内容，i2c_driver 结构体定义在 include/linux/i2c.h 文件中，内容如下：

struct i2c_driver {
	unsigned int class;

	/* Notifies the driver that a new bus has appeared. You should avoid
	 * using this, it will be removed in a near future.
	 */
	int (*attach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated;

	/* Standard driver model interfaces */
	int (*probe)(struct i2c_client *, const struct i2c_device_id *);
	int (*remove)(struct i2c_client *);

	/* driver model interfaces that don't relate to enumeration  */
	void (*shutdown)(struct i2c_client *);

	/* Alert callback, for example for the SMBus alert protocol.
	 * The format and meaning of the data value depends on the protocol.
	 * For the SMBus alert protocol, there is a single bit of data passed
	 * as the alert response's low bit ("event flag").
	 */
	void (*alert)(struct i2c_client *, unsigned int data);

	/* a ioctl like command that can be used to perform specific functions
	 * with the device.
	 */
	int (*command)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg);

	struct device_driver driver;
	const struct i2c_device_id *id_table;

	/* Device detection callback for automatic device creation */
	int (*detect)(struct i2c_client *, struct i2c_board_info *);
	const unsigned short *address_list;
	struct list_head clients;
};

第 10 行，当 I2C 设备和驱动匹配成功以后， probe 函数就会执行，和 platform 驱动一样。
第 28 行，device_driver 驱动结构体，如果使用设备树的话，需要设置 device_driver 的
of_match_table 成员变量，也就是驱动的兼容(compatible)属性。
第 29 行，id_table 是传统的、未使用设备树的设备匹配 ID 表。

对于我们 I2C 设备驱动编写人来说，重点工作就是构建 i2c_driver。

2. I2C 设备驱动注册与删除

构建完成 i2c_driver 结构体 以后，需要向Linux 内核注册这个 i2c_driver 。 i2c_driver 注册函数为 i2c_register_driver函数 ，此函数原型如下：

int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)

函数参数和返回值含义如下：
owner ： 一般为 THIS_MODULE 。
driver ：要注册的 i2c_driver 。
返回值： 0 ，成功；负值，失败。

i2c_add_driver 也常常用于注册 i2c_driver ， i2c_add_driver 是一个宏，定义如下：

#define i2c_add_driver(driver) \
	i2c_register_driver(THIS_MODULE, driver)

i2c_add_driver 就是对 i2c_register_driver 做了一个简单的封装，只有一个参数，就是要注册的 i2c_driver 。

注销 I2C 设备驱动的时候需要将前面注册的 i2c_driver 从 Linux 内核中注销掉，需要用到
i2c_del_driver 函数，此函数原型如下：

void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)

函数参数和返回值含义如下：
driver ：要注销的 i2c_driver 。
返回值： 无。

三. 总结

**i2c_client结构体：**表示I2C设备，不需要我们自己创建 i2c_client，我们一般在设备树里面添加具体的I2C芯片，比如 fxls8471，系统在解析设备树的时候，就会知道有这个I2C设备，然后会创建对应的i2c_client。

**i2c设备驱动框架：**i2c_driver初始化与注册，需要II2C设备驱动编写人员编写的，IIC驱动程序就是初始化i2c_driver，然后向系统注册。注册使用i2c_register_driver、i2c_add_driver，如果注销i2c_driver使用i2c_del_driver。