Linux I2C驱动竟然如此简单？手把手教你写i2c驱动

Linux中I2C驱动框架分析

I2C核心（i2c_core）

I2C核心维护了i2c_bus结构体，提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，维护了I2C总线的驱动、设备链表，实现了设备、驱动的匹配探测。此部分代码由Linux内核提供。

I2C总线驱动

I2C总线驱动维护了I2C适配器数据结构（i2c_adapter）和适配器的通信方法数据结构（i2c_algorithm）。所以I2C总线驱动可控制I2C适配器产生start、stop、ACK等。此部分代码由具体的芯片厂商提供，比如Samsung、高通。

I2C设备驱动

I2C设备驱动主要维护两个结构体：i2c_driver和i2c_client，实现和用户交互的文件操作集合fops、cdev等。此部分代码就是驱动开发者需要完成的。

Linux内核中描述I2C的四个核心结构体

1）i2c_client—挂在I2C总线上的I2C从设备

每一个i2c从设备都需要用一个i2c_client结构体来描述，i2c_client对应真实的i2c物理设备device。

但是i2c_client不是我们自己写程序去创建的，而是通过以下常用的方式自动创建的：

方法一: 分配、设置、注册i2c_board_info

方法二: 获取adapter调用i2c_new_device

方法三: 通过设备树（devicetree）创建

方法1和方法2通过platform创建，这两种方法在内核3.0版本以前使用所以在这不详细介绍；方法3是最新的方法，3.0版本之后的内核都是通过这种方式创建的，文章后面的案例就按方法3。

2）i2c_adapter

I2C总线适配器，即soc中的I2C总线控制器，硬件上每一对I2C总线都对应一个适配器来控制它。在Linux内核代码中，每一个adapter提供了一个描述它的结构(struct i2c_adapter)，再通过i2c core层将i2c设备与i2c adapter关联起来。主要用来完成i2c总线控制器相关的数据通信，此结构体在芯片厂商提供的代码中维护。

3）i2c_algorithm

I2C总线数据通信算法，通过管理I2C总线控制器，实现对I2C总线上数据的发送和接收等操作。亦可以理解为I2C总线控制器（适配器adapter）对应的驱动程序，每一个适配器对应一个驱动程序，用来描述适配器和设备之间的通信方法，由芯片厂商去实现的。

4）i2c_driver

用于管理I2C的驱动程序和i2c设备（client）的匹配探测，实现与应用层交互的文件操作集合fops、cdev等。

应用实例，实现mpu6050驱动，读取温度

在设备树中描述I2C设备信息

最终内核会将这个设备树的节点解析为一个i2c_client结构体与i2c_driver结构体进行匹配。

编写驱动代码

分配、设置、注册i2c_driver结构体

i2c总线驱动模型属于设备模型中的一类，同样struct i2c_driver结构体继承于struct driver，匹配方法和设备模型中讲的一样linux 驱动，这里要去匹配设备树，所以必须实现i2c_driver结构体中的driver成员中的of_match_table成员：

如果和设备树匹配成功，那么就好调用probe函数

实现文件操作集合

如何实现对i2c从设备的读写操作？

在实现读写操作的时候，使用了一个重要的函数i2c_transfer()，这个函数是i2c核心提供给设备驱动的，通过它发送的数据需要被打包成i2c_msg结构，这个函数最终会回调相应i2c_adapter->i2c_algorithm->master_xfer()接口将i2c_msg对象发送到i2c物理控制器。

以上是我对Linux中I2C驱动框架的分析及实际案例分析，如有不足欢迎指出，如对Linux驱动感兴趣欢迎收藏关注！

（编辑：晋中站长网）

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