linux下怎么直接使用iic接口

利用Linux中IIC设备子系统移植IIC设备驱动

背景描述

IIC总线在嵌入式系统中应用十分广泛，常见的有eeprom，rtc。一般的处理器会包含IIC的控制器，用来完成IIC时序的控制；另外一方面，由于IIC的时序简单，使用GPIO口来模拟时序也是常见的做法。面对不同的IIC控制器，各种各样的芯片以及linux源码，如何更快做好IIC设备驱动。

问题描述

在我们的方案中，我们会用到eeprom，rtc以及tw2865。由于Hi3520的IIC控制器设计有问题，无法正常使用。而IIC控制器的SDA和SCL管脚正好是和两个GPIO管脚复用的。Hisi将控制gpio来实现IIC的时序，从而对IIC设备进行 *** 作。这种设计方式简单明了，但使用IIC子系统，可以更方便的移植和维护其他的设备驱动。

问题分析

Hisi对于gpio口，rtc芯片以及tw2865的处理方式如下：将gpio口做成一个模块化的驱动，该驱动模拟IIC时序，并向外提供一些函数接口，比如：EXPORT_SYMBOL(gpio_i2c_read_tw2815)等。对于具体的rtc芯片，将其注册为一个misc设备，并利用gpio模块导出的函数进行rtc芯片的配置 *** 作。

其实对于linux-2.6.24\drivers\i2c目录下代码，我们可以加以利用。

Linux的IIC字结构分为三个组成部分：

IIC核心

IIC核心提供了IIC总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，IICalgorithm上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码。

IIC总线驱动

IIC总线驱动是对IIC硬件体系结构中适配器端的实现。

IIC设备驱动

IIC设备驱动是对IIC硬件体系总设备端的实现。

我们查看下该目录下的makefile和kconfig：

obj-$(CONFIG_I2C_BOARDINFO) +=i2c-boardinfo.o

obj-$(CONFIG_I2C) += i2c-core.o

obj-$(CONFIG_I2C_CHARDEV) +=i2c-dev.o

obj-y +=busses/ chips/ algos/

i2c-core.c就是IIC核心，buses中的文件是主流处理器中IIC总线的总线驱动，而chips中的文件就是常用芯片的驱动，algos中的文件实现了一些总线适配器的algorithm，其中就包括我们要用到的i2c-algo-bit.c文件。

我们首先利用i2c-gpio.c和i2c-algo-bit.c做好总线驱动。

在i2c-gpio.c中，module_initi2c_gpio_initplatform_driver_probe(&i2c_gpio_driver,i2c_gpio_probe)

将其注册为platform虚拟总线的驱动。

在staticint __init i2c_gpio_probe(struct platform_device *pdev)中，

定义了如下三个结构体：

structi2c_gpio_platform_data *pdata//平台相关的gpio的设置

structi2c_algo_bit_data *bit_data//包含algorithm的具体函数，setor

get SDA和SCL

structi2c_adapter *adap//适配器

i2c_gpio_probe主要做了下面几件事：

填充bit_data结构的各个函数指针，关联到具体的 *** 作SDA和SCl函数。

填充adap结构，adap->algo_data= bit_data

pdata= pdev->dev.platform_data

bit_data->data= pdata

pdev->dev->driver_data= adap

在i2c-core中注册适配器类型。

inti2c_bit_add_numbered_bus(struct i2c_adapter *adap)

在staticint i2c_bit_prepare_bus(struct i2c_adapter *adap)中

adap->algo= &i2c_bit_algo

将i2c_bit_algo与adap关联上。

static const structi2c_algorithm i2c_bit_algo = {

.master_xfer = bit_xfer,

.functionality = bit_func,

}

其中，master_xfer函数指针就是IIC传输函数指针。

I2c-algo-bit.c还实现了IIC开始条件，结束条件的模拟，发送字节，接收字节以及应答位的处理。

i2c-gpio.c中的i2c_gpio_setsda_val等函数是与具体平台gpio相关的。

修改对应arch-hi3520v100目录下的gpio.h中的各个函数，这些函数是通过 *** 作寄存器来控制gpio的方向和值。

在对应mach-hi3520v100中的platform-devices.c中添加如下：

static structi2c_gpio_platform_data pdata = {

.sda_pin = 1<<0,

.sda_is_open_drain = 1,

.scl_pin = 1<<1,

.scl_is_open_drain = 1,

.udelay = 4, /* ~100 kHz */

}

static struct platform_devicehisilicon_i2c_gpio_device = {

.name = "i2c-gpio",

.id = -1,

.dev.platform_data = &pdata,

}

static struct platform_device*hisilicon_plat_devs[] __initdata = {

&hisilicon_i2c_gpio_device,

}

int __inithisilicon_register_platform_devices(void)

{

platform_add_devices(hisilicon_plat_devs,ARRAY_SIZE (hisilicon_plat_devs))

return 0

}

通过platform添加devices和driver，使得pdev->dev.platform_data=pdata

综合上面的过程，我们完成了adapter的注册，并将用gpio口模拟的algorithm与adapter完成了关联。

这样，在rtc-x1205.c中，x1205_attach函数利用i2c核心完成client和adap的关联。

在x1205_probe函数中填充i2c_client结构体，并调用i2c_attach_client通知iic核心。

接着注册rtc驱动。

最后我们要读取时间，就需要构造i2c_msg结构体，如下所示：

struct i2c_msg msgs[] = {

{ client->addr, 0, 2,dt_addr }, /* setup read ptr */

{ client->addr, I2C_M_RD,8, buf }, /* read date */

}

/* read date registers */

if((i2c_transfer(client->adapter, &msgs[0], 2)) != 2) {

dev_err(&client->dev,"%s: read error\n", __FUNCTION__)

return -EIO

}

dt_addr是寄存器的地址，I2C_M_RD表示iicread。

如果你用的IC自己带I2C模块那肯定有一个寄存器可以给你写地址进去

然后传输中 会自动判断地址是否匹配

如果你是IO口模拟I2C传输

那就要主机先发送地址

从机用if判断 主机那边发过来的地址数据 是不是 我这边想收到的地址数据

假设手上有一块从淘宝上买来的开发板，我要在开发板的I2C总线上增加一个从设备（如at24c08），那么我要怎样写这个“I2C设备驱动”，让

应用程序可以访问at24c08呢?

先来看一个最简单的i2c设备驱动：

static struct i2c_board_info at24cxx_info = { //所支持的i2c设备的列表

I2C_BOARD_INFO("at24c08", 0x50), //一项代表一个支持的设备，它的名字叫做“at24c08”，器件地址是0x50

}

static struct i2c_client *at24cxx_client

static int at24cxx_dev_init(void)

{

struct i2c_adapter *i2c_adap //分配一个适配器的指针

i2c_adap = i2c_get_adapter(0) //调用core层的函数，获得一个i2c总线。这里我们已经知道新增的器件挂接在编号为0的i2c总线上

at24cxx_client = i2c_new_device(i2c_adap, &at24cxx_info) // 把i2c适配器和新增的I2C器件关联起来，这个用了i2c总线0，地址是0x50。这就组成了一个客户端

at24cxx_client i2c_put_adapter(i2c_adap)

return 0

}

static void at24cxx_dev_exit(void)

{

i2c_unregister_device(at24cxx_client)

}

module_init(at24cxx_dev_init)

module_exit(at24cxx_dev_exit)

从上面的程序可以看到，写一个i2c设备驱动程序，与写普通的字符驱动基本一样。特别之处是它调用了i2c的core层的函数，以获得对i2c总线的控制。因为用的是开发板，板上的与soc芯片（一般来说就是arm的芯片）i2c总线驱动一般都做好了，直接调用core层的函数就可以控制soc的i2c模块了。也就是说，写i2c设备驱动不需要关注arm内部的i2c模块的寄存器，我们需要关注的是设备(at24c08)的寄存器以及它的datasheet对时序的要求。

其实，添加i2c设备的方法很灵活。根据Linux的官方文档《linux-3.4.2\Documentation\i2c\instantiating-devices》，添加i2c设备的方法总结有4种：

1. i2c_register_board_info：根据总线编号、设备名字（“at24c08”）、设备地址（0x50）注册一个字符驱动。这种方法最简单、最粗暴，最贴近平时在开片机上开发i2c器件的。

2. i2c_new_device：根据i2c总线的编号，声明一个i2c设备：这种方法就是上面例子用的方法。这种方法也简单，但是需要事先知道器件挂接在哪条总线上。对于设备，还实现知道了设备地址0x50，总线适配器也支持名字为“at24c08”的设备

3. i2c_new_probed_device：

4.从用户空间实例化一个器件：这个方法相当智能快速，如下输入指令，即可增加一个i2c设备，同时增加了对应的设备文件。

# echo eeprom 0x50 >/sys/bus/i2c/devices/i2c-3/new_device

根据英文文档的标题，添加i2c设备有称之为“i2c设备的实例化”。

从上述可以知道，在实例化一个i2c设备之前，除了有对应的驱动支持总线外（这里是总线0），还需要有一个驱动使用了总线0发送时序，支持名字为"at24c08"的器件。这个驱动用总线驱动的函数，配置了at24c08的寄存器。

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