Linux 中的 I2C 子系统

I2C子系统

LinuxI2C子系统架构

在内核中已经提供I2C子系统，所以在做I2C驱动之前，就必须要熟悉该子系统。

三大组成部分

1、I2C核心(i2c-core)

I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法(algorithm)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等。

2、I2C总线驱动(I2Cadapter/Algo driver)

I2C总线驱动是I2C适配器的软件实现，提供I2C适配器与从设备间完成数据通信的能力。

I2C总线驱动由i2c_adapter和i2c_algorithm来描述

3、I2C客户驱动程序(I2Cclient driver)

I2C客户驱动是对I2C从设备的软件实现，一个具体的I2C客户驱动包括两个部分：一部分是i2c_driver，用于将设备挂接于i2c总线；另一部分是设备本身的驱动。

I2C客户驱动程序由i2c_driver和i2c_client来描述

所有的I2C驱动代码位于drivers/i2c目录下

I2c-core.c 实现I2C核心的功能

I2c-dev.c 通用的从设备驱动

Chips 特定的I2C设备驱动

Busses I2C适配器的驱动

Algos 实现了一些I2C总线适配器的algorithm

I2C驱动编写的两种方法

从上面的图我们可以看到两种编写驱动方法，一种是利用系统提供的i2c-dev.c来实现一个i2c适配器的设备文件，然后通过在应用层操作I2C适配器来控制I2C设备；另一种是为I2C从设备独立编写一个设备驱动，不需要i2c-dev.c文件。

重要的数据结构

每次分析子系统免不了分析它的数据结构，OK我们先来分析一下。

I2c_adapter结构体代表I2C总线控制器

    struct i2c_adapter {  
       struct module *owner;  
       unsigned int class;       /*classes to allow probing for */  
        const struct i2c_algorithm*algo; /* 总线上数据传输的算法*/  
       void *algo_data;              /* algorithm 数据 */  

       int timeout;            /* injiffies */  
       int retries;             /* 重试次数 */  
        struct device dev;      /* the adapter device */  

       int nr;  
       char name[48];                 /* 适配器名字 */  
       struct completion dev_released;   /* 用于同步 */  
    };  

I2c_algorithm对应一套通信方法

  struct i2c_algorithm {  
        int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, intnum);  
       int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,  
                   unsigned short flags, charread_write,  
                   u8 command, int size, unioni2c_smbus_data *data);  
        u32 (*functionality) (structi2c_adapter *);  
    };  

Functionality 函数用于返回algorithm所支持的通信协议，比如I2C_FUNC_I2C,I2C_FUNC_10BIT_ADDR等。

Master_xfer 函数实现总线上数据传输，与具体的适配器有关

Master_xfer函数实现模板

    static int i2c_adapter_xxx_xfer(structi2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)  
    {  
       ......  
       for (i = 0; i < num; i++) {  
           i2c_adapter_xxx_start();         /*产生起始位*/  
           if (msgs[i]->flags & I2C_M_RD) {    /*读取*/  
               i2c_adapter_xxx_setaddr((msg->addr << 1) | 1);  /*发送从设备地址*/  
               i2c_adapter_xxx_wait_ack();   /*获得从设备的ACK*/  
    i2c_adapter_xxx_readbytes(msgs[i]->buf,msgs[i]->len);  /*读取len长度的数据到buf中*/  
           } else {  
               i2c_adapter_xxx_setaddr(msg->addr << 1);  
               i2c_adapter_xxx_wait_ack();  
               i2c_adapter_xxx_writebytes(msgs[i]->buf, msgs[i]->len);  
           }  
        }  
       i2c_adapter_xxx_stop(); /*产生停止位*/  
    } 

上面调用的函数用于完成适配器的底层硬件操作，与I2C适配器和CPU的具体硬件直接相关，需要由工程师根据芯片的数据手册来实现。在内核源码中，针对不同的I2C适配器都有master_xfer的实现，风格与模板不尽相同，但是可以用该模板作为参考来看源代码，受益匪浅。

I2c_driver代表I2C从设备驱动

    struct i2c_driver {  
             unsignedint class;  

             int(*attach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated; /*依附i2c适配器函数指针*/  
             int(*detach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated;/*脱离i2c适配器函数指针*/  

             int (*probe)(struct i2c_client*, const struct i2c_device_id *);  
             int (*remove)(struct i2c_client*);  

             int(*suspend)(struct i2c_client *, pm_message_t mesg);  
             int(*resume)(struct i2c_client *);  
             void(*alert)(struct i2c_client *, unsigned int data);  
             int(*command)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg);  

             struct device_driver driver;  
             const struct i2c_device_id*id_table;  /* 该驱动所支持的设备ID表 */  

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

在新内核中，attach_adapter和detach_adapter已经被probe和remove取代

Id_table用于i2c_driver和i2c_client的匹配

I2c_client代表I2C从设备

    struct i2c_client {  
    unsigned short flags;                 /*I2C_CLIENT_TEN：使用10位从地址，I2C_CLIENT_PEC：使用SMBus包错误检测*/  
             unsignedshort addr;                 /* chipaddress - NOTE: 7bit */  
             charname[I2C_NAME_SIZE];  
             struct i2c_adapter *adapter; /* 依附的i2c_adapter */  
             struct i2c_driver *driver;         /* 依附的i2c_driver*/  
             structdevice dev;             /* the devicestructure */  
             intirq;                         /* irq issuedby device */  
             structlist_head detected;  
    };  

核心层提供的接口函数

1、 增加/删除I2C适配器

int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)

int i2c_del_adapter(struct i2c_adapter *adap)



    static int i2c_register_adapter(struct i2c_adapter *adap)  
    {  
    res = device_register(&adap->dev);  

    if (adap->nr <__i2c_first_dynamic_bus_num)  
               i2c_scan_static_board_info(adap);  

    bus_for_each_drv(&i2c_bus_type, NULL, adap, __process_new_adapter);  
    }  

Device_register(&adap->dev) 向I2C总线注册一个adapter设备

i2c_scan_static_board_info(adap) 注册所有已知的i2c_client

2、 增加/删除I2C从设备驱动

    int i2c_add_driver(struct i2c_driver *driver)  
    void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)  

    inti2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)  
    {  

    /* add the driver to the list of i2c drivers inthe driver core */  
    driver->driver.owner = owner;  
    driver->driver.bus = &i2c_bus_type;  

    res = driver_register(&driver->driver);  

    /* Walk the adapters that are already present*/  
    i2c_for_each_dev(driver, __process_new_driver);  
    }  

driver_register(&driver->driver) 向I2C总线注册一个i2c_driver

3、 i2c传输，发送和接收

    int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg*msgs, int num)  
    int i2c_master_send(const struct i2c_client *client, constchar *buf, int count)  
    int i2c_master_recv(const struct i2c_client *client, char*buf, int count)  

    int i2c_transfer(structi2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)  
    {  
    if (adap->algo->master_xfer) {  
               for (ret = 0, try = 0; try <=adap->retries; try++) {  
                        ret = adap->algo->master_xfer(adap, msgs,num);  
               }  
    }  
    } 

最终会调用到适配器实现的master_xfer函数来完成数据传输工作

i2c-dev

1. 概述

之前在介绍I2C子系统时，提到过使用i2c-dev.c文件在应用程序中实现我们的I2C从设备驱动。不过，它实现的是一个虚拟，临时的i2c_client，随着设备文件的打开而产生，并随着设备文件的关闭而撤销。I2c-dev.c针对每个I2C适配器生成一个主设备号为89的设备文件，实现了i2c_driver的成员函数以及文件操作接口，所以i2c-dev.c的主题是”i2c_driver成员函数+字符设备驱动”。

2. i2c-dev.c源码分析

初始化模块

    static int __init i2c_dev_init(void)  
    {  
             res= register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops);  

             i2c_dev_class= class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");  

             /*Keep track of adapters which will be added or removed later */  
             res= bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);  

             /*绑定已经存在的适配器 */  
             i2c_for_each_dev(NULL,i2cdev_attach_adapter);  
    }  

I2c-dev初始化函数主要做了注册名为”i2c”的字符设备文件和”i2c-dev”的类

i2cdev_read和i2cdev_write

I2c-dev.c中实现的i2cdev_read和i2cdev_write函数不具有太强的通用性，只适合下面这种单开始信号情况：

而不适合多开始信号的情况：

所以我们经常会使用i2cdev_ioctl函数的I2C_RDWR，在分析i2cdev_ioctl函数之前，我们需要了解一个结构体：

    /* This is the structure as used in theI2C_RDWR ioctl call */  
    struct i2c_rdwr_ioctl_data {  
             structi2c_msg __user *msgs;         /* pointersto i2c_msgs */  
             __u32nmsgs;                    /* number ofi2c_msgs */  
    };  

Msgs 表示单个开始信号传递的数据；

Nmsgs 表示有多少个msgs，比如上图，单开始信号时，nmsgs等于1；多开始信号时，nmsgs等于2

    struct i2c_msg {  
             __u16addr;     /* slave address */  
             __u16flags;  /* 默认为写入 */  
    #define I2C_M_TEN 0x0010 /*this is a ten bit chip address */ 
    #define I2C_M_RD 0x0001 /* read data,from slave to master */ 
    #define I2C_M_NOSTART 0x4000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ 
    #define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000 /*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ 
    #define I2C_M_IGNORE_NAK 0x1000 /*if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ 
    #define I2C_M_NO_RD_ACK 0x0800 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */ 
    #define I2C_M_RECV_LEN 0x0400 /* length will be first received byte */ 
             __u16len;                  /* msg length */  
             __u8*buf;                 /* pointer to msgdata */  
    };  

使用i2cdev_ioctl函数的I2C_RDWR指令会调用到i2cdev_ioctl_rdrw函数：

    static noinline inti2cdev_ioctl_rdrw(struct i2c_client *client,  
                       unsignedlong arg)  
    {  
             structi2c_rdwr_ioctl_data rdwr_arg;  
             structi2c_msg *rdwr_pa;  
             u8__user **data_ptrs;  
             inti, res;  

             if(copy_from_user(&rdwr_arg,  
                                   (struct i2c_rdwr_ioctl_data __user *)arg,  
                                   sizeof(rdwr_arg)))  
                       return-EFAULT;  

             if(rdwr_arg.nmsgs > I2C_RDRW_IOCTL_MAX_MSGS)  
                       return-EINVAL;  

             rdwr_pa= kmalloc(rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg), GFP_KERNEL);  

             if(copy_from_user(rdwr_pa, rdwr_arg.msgs,  
                                   rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg))) {  
                       kfree(rdwr_pa);  
                       return-EFAULT;  
             }  

             res= i2c_transfer(client->adapter, rdwr_pa, rdwr_arg.nmsgs);  
             while(i-- > 0) {  
                       if(res >= 0 && (rdwr_pa[i].flags & I2C_M_RD)) {  
                                if(copy_to_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].buf,  
                                                    rdwr_pa[i].len))  
                                         res= -EFAULT;  
                       }  
                       kfree(rdwr_pa[i].buf);  
             }  
    }  

咋一看，还挺复杂，其实主要做了一件事情：把用户空间传递过来的i2c_rdwr_ioctl_data数据进行错误检查，然后调用i2c_transfer函数与适配器进行通信，如果是接收数据，代码会将访问到的数据传回i2c_rdwr_ioctl_data的buf中。I2c_transfer最终会调用到I2C适配器具体实现的master_xfer函数来与硬件进行通信。

3. eeprom实例

预备知识

使用的mini2440开发板，eeprom的地址为0x50，实验完成一个数据的读写，先看下读写时序

AT24C08任意地址字节写的时序：

AT24C08任意地址字节写的时序：

下面的代码可以按照上面的两个图来阅读：

    #include <stdio.h> 
    #include <linux/types.h> 
    #include <fcntl.h> 
    #include <unistd.h> 
    #include <stdlib.h> 
    #include <sys/types.h> 
    #include <sys/ioctl.h> 
    #include <errno.h> 
    #include <assert.h> 
    #include <string.h> 
    #include <linux/i2c.h> 
    #include <linux/i2c-dev.h> 

    int main()  
    {  
             intfd, ret;  
             unsignedchar rdwr_addr = 0x42;   /* e2prom 读写地址 */  
             unsignedchar device_addr = 0x50; /* e2prom 设备地址 */  
             unsignedchar data = 0x12;  /* 向e2prom写的数据 */  
             structi2c_rdwr_ioctl_data e2prom_data;  

             fd= open("/dev/i2c/0", O_RDWR);  
             if(fd < 0) {  
                       perror("openerror");  
                       exit(1);  
             }  

             e2prom_data.msgs= (struct i2c_msg *)malloc(e2prom_data.nmsgs * \  
                                                   sizeof(structi2c_msg));  
             if(e2prom_data.msgs == NULL) {  
                       perror("mallocerror");  
                       exit(1);  
             }  

             ioctl(fd,I2C_TIMEOUT, 1); /* 设置超时 */  
             ioctl(fd,I2C_RETRIES, 2); /* 设置重试次数 */  


             /*向e2prom的rdwr_addr地址写入数据data*/  
             e2prom_data.nmsgs= 1;  
             e2prom_data.msgs[0].len= 2;  
             e2prom_data.msgs[0].addr= device_addr;  
             e2prom_data.msgs[0].flags= 0;     /* write */  


             e2prom_data.msgs[0].buf= (unsigned char *)malloc(2);  
             e2prom_data.msgs[0].buf[0]= rdwr_addr;    /* write address */  
             e2prom_data.msgs[0].buf[1]= data;      /* write data */  

             ret= ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data);  
             if(ret < 0) {  
                       perror("writedata error");  
                       exit(1);  
             }  
             printf("writedata: %d to address: %#x\n", data, rdwr_addr);  
             data= 0;  /* be zero*/  


             /*从e2prom的rdwr_addr地址读取数据存入buf*/  
             e2prom_data.nmsgs= 2;  
             e2prom_data.msgs[0].len= 1;  
             e2prom_data.msgs[0].addr= device_addr;  
    // e2prom_data.msgs[0].flags= 0; /* write */ 
             e2prom_data.msgs[0].buf= &rdwr_addr;  

             e2prom_data.msgs[1].len= 1;  
             e2prom_data.msgs[1].addr= device_addr;  
             e2prom_data.msgs[1].flags= 1;     /* read */  
             e2prom_data.msgs[1].buf= &data;  

             ret= ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data);  
             if(ret < 0) {  
                       perror("readerror");  
                       exit(1);  
             }  
             printf("read data: %d from address: %#x\n", data,rdwr_addr);  

             free(e2prom_data.msgs);  
             close(fd);  

             return0;  
    } 

总线驱动

1. 概述

I2C总线驱动是I2C适配器的软件实现，提供I2C适配器与从设备间完成数据通信的能力，比如起始，停止，应答信号和master_xfer的实现函数。

I2C总线驱动由i2c_adapter和i2c_algorithm来描述

2.S3c2440I2C控制器的硬件描述

S3c2440处理器内部集成了一个I2C控制器，通过四个寄存器来进行控制：

IICCON I2C控制寄存器

IICSTAT I2C状态寄存器

IICDS I2C收发数据移位寄存器

IICADD I2C地址寄存器

通过IICCON,IICDS,IICADD寄存器操作，可在I2C总线上产生开始位、停止位、数据和地址，而传输的状态则通过IICSTAT寄存器来获取。

3.i2c-s3c2410总线驱动分析(platform_driver)

I2C总线驱动代码在drivers/i2c/busses/i2c-s3c2410.c，这个代码同样支持s3c2410,s3c6410,s5pc110等Samsung 系列的芯片。

初始化模块和卸载模块

    static int __init i2c_adap_s3c_init(void)  
    {  
             returnplatform_driver_register(&s3c24xx_i2c_driver);  
    }  

    static void __exit i2c_adap_s3c_exit(void)  
    {  
             platform_driver_unregister(&s3c24xx_i2c_driver);  
    }  

总线驱动是基于platform来实现的，很符合设备驱动模型的思想。

    static struct platform_drivers3c24xx_i2c_driver = {  
             .probe                = s3c24xx_i2c_probe,  
             .remove            = s3c24xx_i2c_remove,  
             .id_table  = s3c24xx_driver_ids,  
             .driver                = {  
                       .owner     = THIS_MODULE,  
                       .name       = "s3c-i2c",  
                       .pm  = S3C24XX_DEV_PM_OPS,  
                       .of_match_table= s3c24xx_i2c_match,  
             },  
    }; 

s3c24xx_i2c_probe函数

当调用platform_driver_register函数注册platform_driver结构体时，如果platformdevice 和 platform driver匹配成功后，会调用probe函数，来初始化适配器硬件。

    static int s3c24xx_i2c_probe(structplatform_device *pdev)  
    {  
             ……  
             /*初始化适配器信息 */  
             strlcpy(i2c->adap.name,"s3c2410-i2c", sizeof(i2c->adap.name));  
             i2c->adap.owner   = THIS_MODULE;  
             i2c->adap.algo    = &s3c24xx_i2c_algorithm;  
             i2c->adap.retries= 2;  
             i2c->adap.class   = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD;  
             i2c->tx_setup     = 50;  

             /*初始化自旋锁和等待队列头 */  
             spin_lock_init(&i2c->lock);  
             init_waitqueue_head(&i2c->wait);  

             /*映射寄存器 */  
             res= platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);  
             i2c->ioarea= request_mem_region(res->start, resource_size(res),  
                                                    pdev->name);  
             i2c->regs= ioremap(res->start, resource_size(res));  

             /*设置I2C核心需要的信息 */  
             i2c->adap.algo_data= i2c;  
             i2c->adap.dev.parent= &pdev->dev;  

             /*初始化I2C控制器 */  
             ret= s3c24xx_i2c_init(i2c);  

             /*申请中断 */  
             i2c->irq= ret = platform_get_irq(pdev, 0);  
             ret= request_irq(i2c->irq, s3c24xx_i2c_irq, 0,  
                                  dev_name(&pdev->dev), i2c);  

       /* 注册I2C适配器 */  
             ret= i2c_add_numbered_adapter(&i2c->adap);  
             ……  
    }  

Probe主要工作是时能硬件并申请I2C适配器使用的IO地址，中断号等，然后向I2C核心添加这个适配器。I2c_adapter注册过程i2c_add_numbered_adapter->i2c_register_adapter

I2C总线通信方法

    static const struct i2c_algorithms3c24xx_i2c_algorithm = {  
             .master_xfer             = s3c24xx_i2c_xfer,  
             .functionality             = s3c24xx_i2c_func,  
    };  

s3c24xx_i2c_xfer函数是总线通信方式的具体实现，依赖于s3c24xx_i2c_doxfer和s3c24xx_i2c_message_start两个函数；

    static int s3c24xx_i2c_doxfer(structs3c24xx_i2c *i2c,  
                                      struct i2c_msg *msgs, int num)  
    {  
             ret =s3c24xx_i2c_set_master(i2c);  

             i2c->msg     = msgs;  
             i2c->msg_num= num;  
             i2c->msg_ptr= 0;  
             i2c->msg_idx= 0;  
             i2c->state   = STATE_START;  

             s3c24xx_i2c_message_start(i2c,msgs);  
    }  

首先设置s3c I2C设备器为主设备，然后调用s3c24xx_i2c_message_start函数启动I2C消息传输。

s3c24xx_i2c_func函数返回适配器所支持的通信功能。

4.适配器的设备资源(platform_device)

S3c2440的I2C总线驱动是基于platform来实现，前面我们分析了platformdriver部分，再来看下platform device部分。

在arch/arm/plat-samsung/dev-i2c0.c文件中定义了platform_device结构体以及I2C控制器的资源信息：

    static struct resource s3c_i2c_resource[] ={  
             [0]= {  
                       .start= S3C_PA_IIC,  
                       .end   = S3C_PA_IIC + SZ_4K - 1,  
                       .flags= IORESOURCE_MEM,  
             },  
             [1]= {  
                       .start= IRQ_IIC,  
                      .end  = IRQ_IIC,  
                       .flags= IORESOURCE_IRQ,  
             },  
    }; 

    struct platform_device s3c_device_i2c0 = {  
             .name                 = "s3c2410-i2c",   /* 设备名 */  
    #ifdef CONFIG_S3C_DEV_I2C1 
             .id               = 0,  
    #else 
             .id               = -1,  
    #endif 
             .num_resources         =ARRAY_SIZE(s3c_i2c_resource),  
             .resource   =s3c_i2c_resource,  
    }; 

    struct s3c2410_platform_i2cdefault_i2c_data __initdata = {  
             .flags                  = 0,  
             .slave_addr      = 0x10,  /* I2C适配器的地址 */  
             .frequency        = 100*1000,  /* 总线频率 */  
             .sda_delay        = 100,   /* SDA边沿延迟时间ns */  
    }; 

    void __init s3c_i2c0_set_platdata(structs3c2410_platform_i2c *pd)  
    {  
             structs3c2410_platform_i2c *npd; 

             if(!pd)  
                       pd= &default_i2c_data; 

             npd= s3c_set_platdata(pd, sizeof(struct s3c2410_platform_i2c),  
                                       &s3c_device_i2c0); 

             if(!npd->cfg_gpio)  
                       npd->cfg_gpio= s3c_i2c0_cfg_gpio; 
    }  

在板文件中把platform_device注册进内核：

    static struct platform_device*mini2440_devices[] __initdata = {  
             ……  
             &s3c_device_i2c0,  
    ……  
    };  

调用s3c_i2c0_set_platdata 函数把适配器具体的数据赋值给dev.platform_data：

    static void __init mini2440_init(void)  
    {  
             ……  
    s3c_i2c0_set_platdata(NULL);  
    }  

I2C总线驱动就分析到这里。

客户驱动

1. 概述

I2C客户驱动是对I2C从设备的实现，一个具体的I2C客户驱动包括两个部分：一部分是i2c_driver，用于将设备挂接于i2c总线；另一部分是设备本身的驱动。

I2C客户驱动程序主要由i2c_driver和i2c_client来描述。

2.实例源码分析

好了，我们来深入了解客户驱动代码的实现，drivers/misc/eeprom/at24.c文件支持大多数I2C接口的eeprom

I2c_driver实现

    static struct i2c_driver at24_driver = {  
             .driver= {  
                       .name= "at24",  
                       .owner= THIS_MODULE,  
             },  
             .probe= at24_probe,  /* 当i2c_client和i2c_driver匹配时调用 */  
             .remove= __devexit_p(at24_remove), /* 注销时调用 */  
             .id_table= at24_ids,   /* i2c_driver支持的i2c_client类型 */  
    }; 

初始化和卸载

    static int __init at24_init(void)  
    {  
             returni2c_add_driver(&at24_driver);  
    }  

    static void __exit at24_exit(void)  
    {  
             i2c_del_driver(&at24_driver);  
    }  

At24_Probe函数

    static int at24_probe(struct i2c_client*client, const struct i2c_device_id *id)  
    {  
             ……  

             /* 
              * Export the EEPROM bytes through sysfs, sincethat's convenient. 
              * By default, only root should see the data(maybe passwords etc) 
              */  
             sysfs_bin_attr_init(&at24->bin);  
             at24->bin.attr.name= "eeprom";  
             at24->bin.attr.mode= chip.flags & AT24_FLAG_IRUGO ? S_IRUGO : S_IRUSR;  
             at24->bin.read= at24_bin_read;  
             at24->bin.size= chip.byte_len;  

             at24->macc.read= at24_macc_read;  
            writable = !(chip.flags &AT24_FLAG_READONLY);  
             if(writable) {  
                       if(!use_smbus || i2c_check_functionality(client->adapter,  
                                         I2C_FUNC_SMBUS_WRITE_I2C_BLOCK)){  

                                unsignedwrite_max = chip.page_size;  

                                at24->macc.write= at24_macc_write;  

                                at24->bin.write= at24_bin_write;  
                                at24->bin.attr.mode|= S_IWUSR;  
                                ……  
             }  
    ……  

    err = sysfs_create_bin_file(&client->dev.kobj,&at24->bin);  
             if(err)  
                       gotoerr_clients;  

             i2c_set_clientdata(client,at24);  
             ……  
    }  

Probe函数主要的工作是在sys目录下创建bin节点文件，用户可以同此节点文件来操作eeprom，并提供操作方法(read，write)

3. I2c_client实现

At24c不依赖于具体的CPU和I2C控制器硬件特性，因此如果电路板包含该外设，只需要添加对应的i2c_board_info，下面是at24c08 i2c_client在板文件中的实现：

    static struct at24_platform_data at24c08 ={  
             .byte_len = SZ_8K / 8,   /* eeprom的存储大小,单位Byte */  
             .page_size        = 16,      /* 页大小 Byte */  
    };  

    static struct i2c_board_infomini2440_i2c_devs[] __initdata = {  
             {  
                       I2C_BOARD_INFO("24c08",0x50),          /* 24c08设备名，0x50设备地址 */  
                       .platform_data= &at24c08,              /* 赋值给client->dev->platform_data */  
             },  
    };  
    static void __init mini2440_init(void)  
    {  
             ……  
             i2c_register_board_info(0,mini2440_i2c_devs,    /* busnum = 0,busnum是适配器编号，用来识别从设备使用的哪个适配器 */  
                                         ARRAY_SIZE(mini2440_i2c_devs));  
             ……  
    }  

I2c_register_board_info函数会把I2C从设备硬件特性信息注册到全局链表__i2c_board_list，在调用i2c_add_adapter函数时，会遍历__i2c_board_list获得从设备信息来构造i2c_client。

I2c_client的构建

我们调用I2c_register_board_info函数会把I2C从设备硬件特性信息注册到全局链表__i2c_board_list，但是还没有构建出一个i2c_client结构体，也没有注册进I2C总线。我们来分析一下构造的过程，调用i2c_add_adapter函数时，会遍历__i2c_board_list获得从设备信息来构造i2c_client：i2c_register_adapter()->i2c_scan_static_board_info()->i2c_new_device()->device_register()。

5.4 I2c_driver和i2c_client的match

在调用i2c_add_driver注册i2c_driver和构建i2c_client时，都会调用i2c bus中注册的i2c_device_match()->i2c_match_id()函数通过i2c_driver->id_table->name和client->name来匹配

    static const struct i2c_device_id*i2c_match_id(const struct i2c_device_id *id,  
                                                            conststruct i2c_client *client)  
    {  
             while(id->name[0]) {  
                       if(strcmp(client->name, id->name) == 0)  
                                returnid;  
                       id++;  
             }  
             returnNULL;  
    }  

5. 测试

已在mini2440上实验成功，在/sys/bus/i2c/devices/0-0050/目录下(50代表从设备地址)会产生一个eeprom文件，这个文件相当于是硬件设备eeprom的映射，我们可以像普通文件一样对eeprom文件进行操作，实质上就是就硬件eeprom的操作。重启开发板，你会发现对eeprom文件修改过的内容不会改变，这就证明实验成功了，要知道sys文件系统是无法对数据保存的。

总结

下图根据之前的分析丰富的架构图

Tips：I2C适配器驱动不一定是基于platform实现，这里是以s3c-i2c为例。

I2c_driver、i2c_client与i2c_adapter

I2c_driver与i2c_client是一对多的关系，一个i2c_driver上可以支持多个同等类型的i2c_client。调用i2c_add_driver函数将I2c_driver注册到I2C总线上，调用i2c_register_board_info函数将i2c_client注册到全局链表__i2c_board_list。当调用i2c_add_adapter注册适配器时，遍历__i2c_board_list链表，i2c_register_adapter()->i2c_scan_static_board_info()->i2c_new_device()会构建i2c_client结构。当调用i2c_add_driver时，会先注册i2c_driver到I2C总线上，然后调用I2C BUS注册的match函数进行匹配，如果匹配成功，则先调用I2C BUS中注册的probe函数，在调用i2c_driver中实现的probe函数，完成相应的工作。