Linux I2C驱动分析(三)----i2c_dev驱动和应用层分析 【转】

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原文地址：Linux I2C驱动分析(三)----i2c_dev驱动和应用层分析 作者：apple_guet

一、i2c-dev驱动分析

1.1、设备驱动注册

分析这个驱动，还是从module_init()和module_exit()开始，程序如下：

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1. static int __init i2c_dev_init(void)
2. {
3. int res;
4. printk(KERN_INFO "i2c /dev entries driver\n");
5. res = register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops);
6. if (res)
7. goto out;
8. i2c_dev_class = class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");
9. if (IS_ERR(i2c_dev_class)) {
10. res = PTR_ERR(i2c_dev_class);
11. goto out_unreg_chrdev;
12. }
13. /* Keep track of adapters which will be added or removed later */
14. res = bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);
15. if (res)
16. goto out_unreg_class;
17. /* Bind to already existing adapters right away */
18. i2c_for_each_dev(NULL, i2cdev_attach_adapter);
19. return 0;
20. out_unreg_class:
21. class_destroy(i2c_dev_class);
22. out_unreg_chrdev:
23. unregister_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c");
24. out:
25. printk(KERN_ERR "%s: Driver Initialisation failed\n", __FILE__);
26. return res;
27. }
28. static void __exit i2c_dev_exit(void)
29. {
30. bus_unregister_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);
31. i2c_for_each_dev(NULL, i2cdev_detach_adapter);
32. class_destroy(i2c_dev_class);
33. unregister_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c");
34. }
35. module_init(i2c_dev_init);
36. module_exit(i2c_dev_exit);

首先注册了i2cdev_fops操作函数集，接着注册了一个名为”i2c-dev”的class，然后又注册了一个i2cdev_notifier，i2cdev_notifier如下：

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1. static struct notifier_block i2cdev_notifier = {
2. .notifier_call = i2cdev_notifier_call,
3. };
4. int i2cdev_notifier_call(struct notifier_block *nb, unsigned long action,
5. void *data)
6. {
7. struct device *dev = data;
8. switch (action) {
9. case BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE:
10. return i2cdev_attach_adapter(dev, NULL);
11. case BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE:
12. return i2cdev_detach_adapter(dev, NULL);
13. }
14. return 0;
15. }

紧接着看下i2cdev_attach_adapter函数：

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1. static int i2cdev_attach_adapter(struct device *dev, void *dummy)
2. {
3. struct i2c_adapter *adap;
4. struct i2c_dev *i2c_dev;
5. int res;
6. if (dev->type != &i2c_adapter_type)
7. return 0;
8. adap = to_i2c_adapter(dev);
9. i2c_dev = get_free_i2c_dev(adap);
10. if (IS_ERR(i2c_dev))
11. return PTR_ERR(i2c_dev);
12. /* register this i2c device with the driver core */
13. i2c_dev->dev = device_create(i2c_dev_class, &adap->dev,
14. MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr), NULL,
15. "i2c-%d", adap->nr);
16. if (IS_ERR(i2c_dev->dev)) {
17. res = PTR_ERR(i2c_dev->dev);
18. goto error;
19. }
20. res = device_create_file(i2c_dev->dev, &dev_attr_name);
21. if (res)
22. goto error_destroy;
23. pr_debug("i2c-dev: adapter [%s] registered as minor %d\n",
24. adap->name, adap->nr);
25. return 0;
26. error_destroy:
27. device_destroy(i2c_dev_class, MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr));
28. error:
29. return_i2c_dev(i2c_dev);
30. return res;
31. }

这个函数也很简单，首先调用get_free_i2c_dev()分配并初始化了一个struct i2c_dev结构，使i2c_dev->adap指向操作的adapter.之后，该i2c_dev会被链入链表i2c_dev_list中。再分别以I2C_MAJOR,、adap->nr为主次设备号创建了一个device。如果此时系统配置了udev或者是hotplug,那么就在/dev下自动创建相关的设备节点了。
        i2cdev_detach_adapter函数完成相反的操作，在此省略。
        所有主设备号为I2C_MAJOR的设备节点的操作函数是i2cdev_fops，它的定义如下所示：

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1. static const struct file_operations i2cdev_fops = {
2. .owner        = THIS_MODULE,
3. .llseek        = no_llseek,
4. .read        = i2cdev_read,
5. .write        = i2cdev_write,
6. .unlocked_ioctl    = i2cdev_ioctl,
7. .open        = i2cdev_open,
8. .release    = i2cdev_release,
9. };

接下来一一分析i2cdev_fops结构体的成员。

1.2、设备打开函数--i2cdev_open

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1. static int i2cdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
2. {
3. unsigned int minor = iminor(inode);
4. struct i2c_client *client;
5. struct i2c_adapter *adap;
6. struct i2c_dev *i2c_dev;
7. i2c_dev = i2c_dev_get_by_minor(minor);     //以次设备号从i2c_dev_list链表中取得i2c_dev
8. if (!i2c_dev)
9. return -ENODEV;
10. adap = i2c_get_adapter(i2c_dev->adap->nr);    //以apapter的总线号从i2c_adapter_idr中找到adapter
11. if (!adap)
12. return -ENODEV;
13. /* This creates an anonymous i2c_client, which may later be
14. * pointed to some address using I2C_SLAVE or I2C_SLAVE_FORCE.
15. *
16. * This client is ** NEVER REGISTERED ** with the driver model
17. * or I2C core It just holds private copies of addressing
18. * information and maybe a PEC flag.
19. */
20. client = kzalloc(sizeof(*client), GFP_KERNEL);    //分配并初始化一个i2c_client结构
21. if (!client) {
22. i2c_put_adapter(adap);
23. return -ENOMEM;
24. }
25. snprintf(client->name, I2C_NAME_SIZE, "i2c-dev %d", adap->nr);
26. client->adapter = adap;    //clinet->adapter指向操作的adapter
27. file->private_data = client;     //关联到file
28. return 0;
29. }

注意这里分配并初始化了一个struct i2c_client结构，但是没有注册这个clinet。此外，这个函数中还有一个比较奇怪的操作，不是在前面已经将i2c_dev->adap 指向要操作的adapter么？为什么还要以adapter->nr为关键字从i2c_adapter_idr去找这个操作的adapter呢？因为调用i2c_get_adapter()从总线号nr找到操作的adapter的时候，还会增加module的引用计数，这样可以防止模块意外被释放掉，那 i2c_dev->adap->nr操作，如果i2c_dev->adap被释放掉的话，不是会引起系统崩溃么？这里因为在 i2cdev_attach_adapter()间接的增加了一次adapter的一次引用计数.如下:

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1. static int i2cdev_attach_adapter(struct i2c_adapter *adap)
2. {
3. ．．．．．．
4. i2c_dev->dev = device_create(i2c_dev_class, &adap->dev,
5. MKDEV(I2C_MAJOR, adap->nr),
6. "i2c-%d", adap->nr);
7. ．．．．．．
8. }

i2c_dev内嵌的device是以adap->dev为父结点，在device_create()中会增次adap->dev的一次引用计数。

1.3、read操作

Read操作对应的操作函数如下示:

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1. static ssize_t i2cdev_read (struct file *file, char __user *buf, size_t count,
2. loff_t *offset)
3. {
4. char *tmp;
5. int ret;
6. struct i2c_client *client = (struct i2c_client *)file->private_data;
7. if (count > 8192)
8. count = 8192;
9. tmp = kmalloc(count,GFP_KERNEL);
10. if (tmp==NULL)
11. return -ENOMEM;
12. pr_debug("i2c-dev: i2c-%d reading %zd bytes./n",
13. iminor(file->f_path.dentry->d_inode), count);
14. ret = i2c_master_recv(client,tmp,count);
15. if (ret >= 0)
16. ret = copy_to_user(buf,tmp,count)?-EFAULT:ret;
17. kfree(tmp);
18. return ret;
19. }

首先从file结构中取得struct i2c_clinet，然后在kernel分配相同长度的缓存区，随之调用i2c_master_recv()从设备中读取数据.再将读取出来的数据copy到用户空间中。I2c_master_recv()在《Linux I2C驱动分析(二)----I2C板级设备扫描和数据传输》已经讲述。

1.4、write操作

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1. static ssize_t i2cdev_write(struct file *file, const char __user *buf,
2. size_t count, loff_t *offset)
3. {
4. int ret;
5. char *tmp;
6. struct i2c_client *client = file->private_data;
7. if (count > 8192)
8. count = 8192;
9. tmp = memdup_user(buf, count);
10. if (IS_ERR(tmp))
11. return PTR_ERR(tmp);
12. pr_debug("i2c-dev: i2c-%d writing %zu bytes.\n",
13. iminor(file->f_path.dentry->d_inode), count);
14. ret = i2c_master_send(client, tmp, count);
15. kfree(tmp);
16. return ret;
17. }

该操作比较简单，就是将用户空间的数据通过使用函数i2c_master_send发送到i2c 设备。i2c_master_send函数在《Linux I2C驱动分析(二)----I2C板级设备扫描和数据传输》已经讲述。

memdup_user函数完成分配存储区，把应用层的数据复制到刚分配的存储区中，具体程序如下：

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1. void *memdup_user(const void __user *src, size_t len)
2. {
3. void *p;
4. /*
5. * Always use GFP_KERNEL, since copy_from_user() can sleep and
6. * cause pagefault, which makes it pointless to use GFP_NOFS
7. * or GFP_ATOMIC.
8. */
9. p = kmalloc_track_caller(len, GFP_KERNEL);
10. if (!p)
11. return ERR_PTR(-ENOMEM);
12. if (copy_from_user(p, src, len)) {
13. kfree(p);
14. return ERR_PTR(-EFAULT);
15. }
16. return p;
17. }

1.5、 ioctl函数

有人可能看出了一个问题，clinet->addr是从哪来的呢？对，在read之前应该还要有一步操作来设置 clinet->addr的值。这个过程是ioctl的操作，ioctl可以设置PEC标志，重试次数，超时时间和发送接收数据等。具体程序如下：

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1. static long i2cdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
2. {
3. struct i2c_client *client = file->private_data;
4. unsigned long funcs;
5. dev_dbg(&client->adapter->dev, "ioctl, cmd=0x%02x, arg=0x%02lx\n",
6. cmd, arg);
7. switch (cmd) {
8. case I2C_SLAVE:
9. case I2C_SLAVE_FORCE:
10. /* NOTE: devices set up to work with "new style" drivers
11. * can't use I2C_SLAVE, even when the device node is not
12. * bound to a driver. Only I2C_SLAVE_FORCE will work.
13. *
14. * Setting the PEC flag here won't affect kernel drivers,
15. * which will be using the i2c_client node registered with
16. * the driver model core. Likewise, when that client has
17. * the PEC flag already set, the i2c-dev driver won't see
18. * (or use) this setting.
19. */
20. if ((arg > 0x3ff) ||
21. (((client->flags & I2C_M_TEN) == 0) && arg > 0x7f))
22. return -EINVAL;
23. if (cmd == I2C_SLAVE && i2cdev_check_addr(client->adapter, arg))
24. return -EBUSY;
25. /* REVISIT: address could become busy later */
26. client->addr = arg;    //设置addr
27. return 0;
28. case I2C_TENBIT:
29. //设置10 bit地址模式
30. if (arg)
31. client->flags |= I2C_M_TEN;
32. else
33. client->flags &= ~I2C_M_TEN;
34. return 0;
35. case I2C_PEC:
36. //设置传输后增加PEC标志
37. if (arg)
38. client->flags |= I2C_CLIENT_PEC;
39. else
40. client->flags &= ~I2C_CLIENT_PEC;
41. return 0;
42. case I2C_FUNCS:
43. //获取函数支持
44. funcs = i2c_get_functionality(client->adapter);
45. return put_user(funcs, (unsigned long __user *)arg);
46. case I2C_RDWR:
47. //读取和接收数据，后面讲述
48. return i2cdev_ioctl_rdrw(client, arg);
49. case I2C_SMBUS:
50. //smbus协议数据传输，后面讲述
51. return i2cdev_ioctl_smbus(client, arg);
52. case I2C_RETRIES:
53. //设置重试次数
54. client->adapter->retries = arg;
55. break;
56. case I2C_TIMEOUT:
57. /* For historical reasons, user-space sets the timeout
58. * value in units of 10 ms.
59. */
60. //设置超时时间
61. client->adapter->timeout = msecs_to_jiffies(arg * 10);
62. break;
63. default:
64. /* NOTE: returning a fault code here could cause trouble
65. * in buggy userspace code. Some old kernel bugs returned
66. * zero in this case, and userspace code might accidentally
67. * have depended on that bug.
68. */
69. return -ENOTTY;
70. }
71. return 0;
72. }

读取和接收数据函数i2cdev_ioctl_rdrw(client, arg);如下：

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1. static noinline int i2cdev_ioctl_rdrw(struct i2c_client *client,
2. unsigned long arg)
3. {
4. struct i2c_rdwr_ioctl_data rdwr_arg;    //包括i2c_msg和它的个数
5. struct i2c_msg *rdwr_pa;
6. u8 __user **data_ptrs;
7. int i, res;
8. if (copy_from_user(&rdwr_arg,
9. (struct i2c_rdwr_ioctl_data __user *)arg,
10. sizeof(rdwr_arg)))
11. return -EFAULT;
12. /* Put an arbitrary limit on the number of messages that can
13. * be sent at once */
14. if (rdwr_arg.nmsgs > I2C_RDRW_IOCTL_MAX_MSGS)
15. return -EINVAL;
16. rdwr_pa = kmalloc(rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg), GFP_KERNEL);    //创建存储i2c_msg的内存
17. if (!rdwr_pa)
18. return -ENOMEM;
19. if (copy_from_user(rdwr_pa, rdwr_arg.msgs,
20. rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg))) {
21. kfree(rdwr_pa);
22. return -EFAULT;
23. }
24. data_ptrs = kmalloc(rdwr_arg.nmsgs * sizeof(u8 __user *), GFP_KERNEL);
25. if (data_ptrs == NULL) {
26. kfree(rdwr_pa);
27. return -ENOMEM;
28. }
29. res = 0;
30. for (i = 0; i < rdwr_arg.nmsgs; i++) {
31. /* Limit the size of the message to a sane amount;
32. * and don't let length change either. */
33. if ((rdwr_pa[i].len > 8192) ||
34. (rdwr_pa[i].flags & I2C_M_RECV_LEN)) {
35. res = -EINVAL;
36. break;
37. }
38. data_ptrs[i] = (u8 __user *)rdwr_pa[i].buf;
39. rdwr_pa[i].buf = memdup_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].len);
40. if (IS_ERR(rdwr_pa[i].buf)) {
41. res = PTR_ERR(rdwr_pa[i].buf);
42. break;
43. }
44. }
45. if (res < 0) {
46. int j;
47. for (j = 0; j < i; ++j)
48. kfree(rdwr_pa[j].buf);
49. kfree(data_ptrs);
50. kfree(rdwr_pa);
51. return res;
52. }
53. res = i2c_transfer(client->adapter, rdwr_pa, rdwr_arg.nmsgs);    //传输数据
54. while (i-- > 0) {
55. if (res >= 0 && (rdwr_pa[i].flags & I2C_M_RD)) {
56. if (copy_to_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].buf,
57. rdwr_pa[i].len))    //将接收到的数据发送到应用层
58. res = -EFAULT;
59. }
60. kfree(rdwr_pa[i].buf);
61. }
62. kfree(data_ptrs);
63. kfree(rdwr_pa);
64. return res;
65. }

smbus协议数据传输函数i2cdev_ioctl_smbus(client, arg);如下：

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1. static noinline int i2cdev_ioctl_smbus(struct i2c_client *client,
2. unsigned long arg)
3. {
4. struct i2c_smbus_ioctl_data data_arg;
5. union i2c_smbus_data temp;
6. int datasize, res;
7. //从应用层复制数据
8. if (copy_from_user(&data_arg,
9. (struct i2c_smbus_ioctl_data __user *) arg,
10. sizeof(struct i2c_smbus_ioctl_data)))
11. return -EFAULT;
12. if ((data_arg.size != I2C_SMBUS_BYTE) &&
13. (data_arg.size != I2C_SMBUS_QUICK) &&
14. (data_arg.size != I2C_SMBUS_BYTE_DATA) &&
15. (data_arg.size != I2C_SMBUS_WORD_DATA) &&
16. (data_arg.size != I2C_SMBUS_PROC_CALL) &&
17. (data_arg.size != I2C_SMBUS_BLOCK_DATA) &&
18. (data_arg.size != I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_BROKEN) &&
19. (data_arg.size != I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_DATA) &&
20. (data_arg.size != I2C_SMBUS_BLOCK_PROC_CALL)) {
21. dev_dbg(&client->adapter->dev,
22. "size out of range (%x) in ioctl I2C_SMBUS.\n",
23. data_arg.size);
24. return -EINVAL;    //不符合协议，直接退出
25. }
26. /* Note that I2C_SMBUS_READ and I2C_SMBUS_WRITE are 0 and 1,
27. so the check is valid if size==I2C_SMBUS_QUICK too. */
28. if ((data_arg.read_write != I2C_SMBUS_READ) &&
29. (data_arg.read_write != I2C_SMBUS_WRITE)) {
30. dev_dbg(&client->adapter->dev,
31. "read_write out of range (%x) in ioctl I2C_SMBUS.\n",
32. data_arg.read_write);
33. return -EINVAL;    //既不是读，也不是写
34. }
35. /* Note that command values are always */
36. if ((data_arg.size == I2C_SMBUS_QUICK) ||
37. ((data_arg.size == I2C_SMBUS_BYTE) &&
38. (data_arg.read_write == I2C_SMBUS_WRITE)))
39. /* These are special: we do not use data */
40. return i2c_smbus_xfer(client->adapter, client->addr,
41. client->flags, data_arg.read_write,
42. data_arg.command, data_arg.size, NULL);     //不需要读
43. if (data_arg.data == NULL) {
44. dev_dbg(&client->adapter->dev,
45. "data is NULL pointer in ioctl I2C_SMBUS.\n");
46. return -EINVAL;
47. }
48. //判断数据大小
49. if ((data_arg.size == I2C_SMBUS_BYTE_DATA) ||
50. (data_arg.size == I2C_SMBUS_BYTE))
51. datasize = sizeof(data_arg.data->byte);
52. else if ((data_arg.size == I2C_SMBUS_WORD_DATA) ||
53. (data_arg.size == I2C_SMBUS_PROC_CALL))
54. datasize = sizeof(data_arg.data->word);
55. else /* size == smbus block, i2c block, or block proc. call */
56. datasize = sizeof(data_arg.data->block);
57. if ((data_arg.size == I2C_SMBUS_PROC_CALL) ||
58. (data_arg.size == I2C_SMBUS_BLOCK_PROC_CALL) ||
59. (data_arg.size == I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_DATA) ||
60. (data_arg.read_write == I2C_SMBUS_WRITE)) {
61. if (copy_from_user(&temp, data_arg.data, datasize))
62. return -EFAULT;
63. }
64. if (data_arg.size == I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_BROKEN) {
65. /* Convert old I2C block commands to the new
66. convention. This preserves binary compatibility. */
67. data_arg.size = I2C_SMBUS_I2C_BLOCK_DATA;
68. if (data_arg.read_write == I2C_SMBUS_READ)
69. temp.block[0] = I2C_SMBUS_BLOCK_MAX;
70. }
71. //smbus数据传输，2中已经讲述
72. res = i2c_smbus_xfer(client->adapter, client->addr, client->flags,
73. data_arg.read_write, data_arg.command, data_arg.size, &temp);
74. if (!res && ((data_arg.size == I2C_SMBUS_PROC_CALL) ||
75. (data_arg.size == I2C_SMBUS_BLOCK_PROC_CALL) ||
76. (data_arg.read_write == I2C_SMBUS_READ))) {
77. if (copy_to_user(data_arg.data, &temp, datasize))
78. return -EFAULT;
79. }
80. return res;
81. }

二、 用户空间使用i2c_dev

对于注册的i2c适配器，用户空间可以使用它们。上面的驱动对每个适配器生成一个主设备号为89的设备节点，实现了文件操作接口，用户空间可以通过i2c设备节点访问i2c适配器。适配器的编号从0开始，和适配器的设备节点的次设备号相同。i2c适配器的设备节点是/dev/i2c-x，其中x是数字，代表适配器的编号。由于适配器编号是动态分配的（和注册次序有关），所以想了解哪一个适配器对应什么编号，可以查看/sys/class/i2c-dev/目录下的文件内容。

2.1 前期准备

为了在用户空间的程序当中操作i2c适配器，必须在程序中包含以下两句：

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1. #include<linux/i2c-dev.h>
2. #include<linux/i2c.h>

这两个头文件中定义了之后需要用到的结构体和宏。然后就可以打开设备节点了。但是打开哪一个呢？因为适配器的编号并不固定。为此我们在终端中运行以下命令：

[root@hdw /]# cat /sys/class/i2c-dev/i2c-0/name

BLX GSC3280 I2C adapter

如果我们想打开第二个适配器，刚好它的编号是1，对应的设备节点是/dev/i2c-1。那么可以用下面的方法打开它：

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1. int fd;
2. if ((fd = open(＂/dev/i2c-1＂,O_RDWR))< 0)
3. {
4. /* 错误处理 */
5. exit(1);
6. }

打开适配器对应的设备节点，i2c-dev为打开的线程建立一个i2c_client，但是这个i2c_client并不加到i2c_adapter的client链表当中。当用户关闭设备节点时，它自动被释放。

2.2 IOCTL控制

查看include/linux/i2c-dev.h文件，可以看到i2c-dev支持的IOCTL命令。如下：

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1. #define I2C_RETRIES 0x0701 /* 设置收不到ACK时的重试次数 */
2. #define I2C_TIMEOUT 0x0702 /* 设置超时时限的jiffies */
3. #define I2C_SLAVE 0x0703 /* 设置从机地址 */
4. #define I2C_SLAVE_FORCE 0x0706 /* 强制设置从机地址 */
5. #define I2C_TENBIT 0x0704 /* 选择地址位长:=0 for 7bit , != 0 for 10 bit */
6. #define I2C_FUNCS 0x0705 /* 获取适配器支持的功能 */
7. #define I2C_RDWR 0x0707 /* Combined R/W transfer (one STOP only) */
8. #define I2C_PEC 0x0708 /* != 0 to use PEC with SMBus */
9. #define I2C_SMBUS 0x0720 /* SMBus transfer */

下面进行一一解释。

1．设置重试次数

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1. ioctl(fd, I2C_RETRIES, m); //这句话设置适配器收不到ACK时重试的次数为m。默认的重试次数为1。

2．设置超时

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1. ioctl(fd, I2C_TIMEOUT, m); //设置SMBus的超时时间为m，单位为jiffies。

3．设置从机地址

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1. ioctl(fd, I2C_SLAVE,addr);
2. ioctl(fd, I2C_SLAVE_FORCE, addr);

在调用read()和write()函数之前必须设置从机地址。这两行都可以设置从机的地址，区别是第二行无论内核中是否已有驱动在使用这个地址都会成功， 第一行则只在该地址空闲的情况下成功。由于i2c-dev创建的i2c_client不加入i2c_adapter的client列表，所以不能防止其它线程使用同一地址，也不能防止驱动模块占用同一地址。

4．设置地址模式

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1. ioctl(file, I2C_TENBIT, select); //如果select不等于0选择10比特地址模式，如果等于0选择7比特模式，默认7比特。只有适配器支持I2C_FUNC_10BIT_ADDR，这个请求才是有效的。

5．获取适配器功能

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1. ioctl(file, I2C_FUNCS, （unsignedlong *）funcs); //获取的适配器功能保存在funcs中。各比特的含义如:
2. /* include/linux/i2c.h */
3. #define I2C_FUNC_I2C 0x00000001
4. #define I2C_FUNC_10BIT_ADDR 0x00000002
5. #define I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING 0x00000004 /* I2C_M_{REV_DIR_ADDR,NOSTART,..} */
6. #define I2C_FUNC_SMBUS_PEC 0x00000008
7. #define I2C_FUNC_SMBUS_BLOCK_PROC_CALL 0x00008000 /* SMBus 2.0 */
8. #define I2C_FUNC_SMBUS_QUICK 0x00010000
9. #define I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE 0x00020000
10. #define I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE 0x00040000
11. #define I2C_FUNC_SMBUS_READ_BYTE_DATA 0x00080000
12. #define I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BYTE_DATA 0x00100000
13. #define I2C_FUNC_SMBUS_READ_WORD_DATA 0x00200000
14. #define I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_WORD_DATA 0x00400000
15. #define I2C_FUNC_SMBUS_PROC_CALL 0x00800000
16. #define I2C_FUNC_SMBUS_READ_BLOCK_DATA 0x01000000
17. #define I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_BLOCK_DATA 0x02000000
18. #define I2C_FUNC_SMBUS_READ_I2C_BLOCK 0x04000000 /* I2C-like block xfer */
19. #define I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_I2C_BLOCK 0x08000000 /* w/ 1-byte reg. addr. */
20. #define I2C_FUNC_SMBUS_READ_I2C_BLOCK_2 0x10000000 /* I2C-like block xfer */
21. #define I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_I2C_BLOCK_2 0x20000000 /* w/ 2-byte reg. addr. */

6．  I2C层通信

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1. ioctl(file, I2C_RDWR, (structi2c_rdwr_ioctl_data *)msgset);

这一行代码可以使用I2C协议和设备进行通信。它进行连续的读写，中间没有间歇。只有当适配器支持I2C_FUNC_I2C此命令才有效。参数是一个指针，指向一个结构体，它的定义如：

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1. struct i2c_rdwr_ioctl_data {
2. struct i2c_msg __user *msgs; /* 指向i2c_msgs数组 */
3. __u32nmsgs; /* 消息的个数 */
4. };

msgs[] 数组成员包含了指向各自缓冲区的指针。这个函数会根据是否在消息中的flags置位I2C_M_RD来对缓冲区进行读写。从机的地址以及是否使用10比特地址模式记录在每个消息中，忽略之前ioctl设置的结果。

7．设置SMBus PEC

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1. ioctl(file, I2C_PEC, (long )select);

如果select不等于0选择SMBus PEC (packet error checking)，等于零则关闭这个功能，默认是关闭的。

这个命令只对SMBus传输有效。这个请求只在适配器支持I2C_FUNC_SMBUS_PEC时有效；如果不支持这个命令也是安全的，它不做任何工作。

8．SMBus通信

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1. ioctl(file, I2C_SMBUS, (i2c_smbus_ioctl_data*)msgset);

这个函数和I2C_RDWR类似，参数的指针指向i2c_smbus_ioctl_data类型的变量，它的定义如：

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1. struct i2c_smbus_ioctl_data {
2. __u8read_write;
3. __u8command;
4. __u32size;
5. unioni2c_smbus_data __user *data;
6. };

2.3 i2c_dev使用例程

要想在用户空间使用i2c适配器，首先要选择某个适配器的设备节点打开，然后才能进行通信。

2.3.1   read()/write()

通信的方式有两种，一种是使用操作普通文件的接口read()和write()。这两个函数间接调用了i2c_master_recv和 i2c_master_send。但是在使用之前需要使用I2C_SLAVE设置从机地址，设置可能失败，需要检查返回值。这种通信过程进行I2C层的通信，一次只能进行一个方向的传输。

下面的程序是ARM与E2PROM芯片通信的例子，使用read()/write()与i2c设备通信：

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1. #include <stdio.h>
2. #include <sys/ioctl.h>
3. #include <fcntl.h>
4. #include <linux/i2c-dev.h>
5. #include <linux/i2c.h>
6. #define CHIP "/dev/i2c-0"
   #define CHIP_ADDR 0x50
7. int main()
8. {
9. printf("this is i2c test/n");
10. int fd =open(CHIP, O_RDWR);
11. if (fd< 0) {
12. printf("open"CHIP"failed/n");
13. gotoexit;
14. }
15. if (ioctl(fd, I2C_SLAVE_FORCE, CHIP_ADDR) < 0) {
16. /* 设置芯片地址 */
17. printf("oictl:setslave address failed/n");
18. goto close;
19. }
20. struct i2c_msg msg;
21. unsigned char rddata;
22. unsigned char rdaddr[2] = {0, 0}; /* 将要读取的数据在芯片中的偏移量 */
23. unsigned char wrbuf[3] = {0, 0, 0x3c}; /* 要写的数据，头两字节为偏移量 */
24. printf("inputa char you want to write to E2PROM/n");
25. wrbuf[2]= getchar();
26. printf("writereturn:%d, write data:%x/n", write(fd, wrbuf, 3), wrbuf[2]);
27. sleep(1);
28. printf("writeaddress return: %d/n",write(fd, rdaddr, 2)); /* 读取之前首先设置读取的偏移量 */
29. printf("readdata return:%d/n", read(fd, &rddata, 1));
30. printf("rddata:%c/n", rddata);
31. close:
32. close(fd);
33. exit:
34. return0;
35. }

1.3.2  I2C_RDWR

还可以使用I2C_RDWR实现同样的功能，使用I2C_RDWR与I2C设备通信

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1. #include <stdio.h>
2. #include <sys/ioctl.h>
3. #include <fcntl.h>
4. #include <linux/i2c-dev.h>
5. #include <linux/i2c.h>

1. #define CHIP "/dev/i2c-0"
2. #define CHIP_ADDR 0x50
3. int main()
4. {
5. printf("hello,this is i2c tester/n");
6. int fd =open(CHIP, O_RDWR);
7. if (fd< 0) {
8. printf("open"CHIP"failed/n");
9. gotoexit;
10. }
11. struct i2c_msg msg;
12. unsigned char rddata;
13. unsigned char rdaddr[2] = {0, 0};
14. unsigned char wrbuf[3] = {0, 0, 0x3c};
15. printf("inputa char you want to write to E2PROM/n");
16. wrbuf[2]= getchar();
17. struct i2c_rdwr_ioctl_data ioctl_data;
18. struct i2c_msg msgs[2];
19. msgs[0].addr= CHIP_ADDR;
20. msgs[0].len= 3;
21. msgs[0].buf= wrbuf;
22. ioctl_data.nmsgs= 1;
23. ioctl_data.msgs= &msgs[0];
24. printf("ioctlwrite,return :%d/n", ioctl(fd, I2C_RDWR, &ioctl_data));
25. sleep(1);
26. msgs[0].addr= CHIP_ADDR;
27. msgs[0].len= 2;
28. msgs[0].buf= rdaddr;
29. msgs[1].addr= CHIP_ADDR;
30. msgs[1].flags|= I2C_M_RD;
31. msgs[1].len= 1;
32. msgs[1].buf= &rddata;
33. ioctl_data.nmsgs= 1;
34. ioctl_data.msgs= msgs;
35. printf("ioctlwrite address, return :%d/n", ioctl(fd, I2C_RDWR, &ioctl_data));
36. ioctl_data.msgs= &msgs[1];
37. printf("ioctlread, return :%d/n", ioctl(fd, I2C_RDWR, &ioctl_data));
38. printf("rddata:%c/n", rddata);
39. close:
40. close(fd);
41. exit:
42. return0;
43. }