Linux I2C总线驱动与设备驱动解析

"这篇文档主要介绍了Linux I2C总线的工作原理，特别是设备探测(probe)的方式，适合对嵌入式系统和Linux内核感兴趣的读者。文档内容涵盖了Linux I2C体系结构的三个主要部分：I2C核心、I2C总线驱动和I2C设备驱动，并详细阐述了它们的功能和相互关系。" Linux I2C总线是嵌入式系统和物联网设备中广泛使用的通信协议，它允许设备之间通过简单的两线制接口进行数据传输。在Linux系统中，I2C被设计成一个模块化的框架，以便于支持各种不同的硬件平台。 首先，I2C核心是Linux内核中的一个抽象层，它负责管理和协调I2C总线上的操作。核心层提供了设备和驱动的注册、注销机制，以及探测设备和地址检测的高级功能。I2C核心的算法是平台无关的，这意味着它能够适应不同的I2C适配器。 I2C总线驱动则针对特定的硬件平台，实现了与I2C适配器的交互。它包括i2c_adapter数据结构，用于表示适配器的信息，以及i2c_algorithm数据结构，定义了进行I2C通信所需的底层函数，如发送开始和停止信号、读写操作等。不同的CPU平台可能需要不同的总线驱动来适配其I2C硬件。例如，在MTK6516平台上，总线驱动已经由MTK预先实现，无需额外修改。 I2C设备驱动是与I2C总线上实际设备进行交互的部分。它包括i2c_driver和i2c_client数据结构，其中i2c_driver定义了设备驱动的接口，而i2c_client则代表挂载在总线上的每个从设备。设备驱动的实现需要覆盖特定设备的功能，如初始化、数据传输和中断处理。Linux内核中的i2c_dev.c文件提供了设备文件接口，使得用户可以通过标准的文件操作接口如open、write、read、ioctl和close来访问I2C设备。 在探测(probe)过程中，I2C核心会根据设备驱动提供的信息尝试识别和配置总线上的设备。设备驱动通常包含设备ID列表和匹配规则，当总线驱动检测到匹配的设备时，就会调用设备驱动的初始化函数，从而完成设备的挂载和配置。 Linux I2C总线的机制允许开发者编写与硬件平台无关的设备驱动，通过I2C核心和总线驱动提供的统一接口与I2C设备进行通信。这种设计极大地简化了系统集成和维护，特别是在嵌入式系统中，I2C已成为连接传感器、微控制器和其他外设的标准选择。