??? Linux I2C驅動是嵌入式Linux驅動開發人員經常需要編寫的一種驅動，因為凡是系統中使用到的I2C設備，幾乎都需要編寫相應的I2C驅動去配置和控制它，例如 RTC實時時鐘芯片、音視頻采集芯片、音視頻輸出芯片、EEROM芯片、AD/DA轉換芯片等等。

??? Linux I2C驅動涉及的知識點還是挺多的，主要分為Linux I2C的總線驅動（I2C BUS Driver）和設備驅動（I2C Clients Driver），本文主要關注如何快速地完成一個具體的I2C設備驅動（I2C Clients Driver）。關于Linux I2C驅動的整體架構、核心原理等可以在網上搜索其他相關文章學習。

? ? 注意：本系列文章的I2C設備驅動是基于Linux 2.6.18內核。

??? 本文主要參考了Linux內核源碼目錄下的 ./Documentation/i2c/writing-clients 文檔。以手頭的一款視頻采集芯片TVP5158為驅動目標，編寫Linux I2C設備驅動。

1.???i2c_driver結構體對象?????

??? 每一個I2C設備驅動，必須首先創造一個i2c_driver結構體對象，該結構體包含了I2C設備探測和注銷的一些基本方法和信息，示例如下：

static?struct?i2c_driver?tvp5158_i2c_driver?=?{ ?
????????.driver?=?{ ?
????????????.name?=?"tvp5158_i2c_driver", ?
????????}, ??
????????.attach_adapter?=?&tvp5158_attach_adapter, ?
????????.detach_client??=?&tvp5158_detach_client, ?
????????.command????????=?NULL, ?
}; ?

??? 其中，name字段標識本驅動的名稱（不要超過31個字符），attach_adapter和detach_client字段為函數指針，這兩個函數在I2C設備注冊的時候會自動調用，需要自己實現這兩個函數，后面將詳細講述。

2.?? i2c_client 結構體對象

??? 上面定義的i2c_driver對象，抽象為一個i2c的驅動模型，提供對i2C設備的探測和注銷方法，而i2c_client結構體則是代表著一個具體的i2c設備，該結構體有一個data指針，可以指向任何私有的設備數據，在復雜點的驅動中可能會用到。示例如下：???

struct?tvp5158_obj{?????? ?
????struct?i2c_client?client;?????? ?
????int?users;?//?how?many?users?using?the?driver?? ?
}; ?
?
struct?tvp5158_obj*?g_tvp5158_obj;??

??? 其中，users為示例，用戶可以自己在tvp5158_obj這個結構體里面添加感興趣的字段，但是i2c_client字段不可少。具體用法后面再詳細講。

3.?? 設備注冊及探測功能

??? 這一步很關鍵，按照標準的要求來寫，則Linux系統會自動調用相關的代碼去探測你的I2C設備，并且添加到系統的I2C設備列表中以供后面訪問。

??? 我們知道，每一個I2C設備芯片，都通過硬件連接設定好了該設備的I2C設備地址。因此，I2C設備的探測一般是靠設備地址來完成的。那么，首先要在驅動代碼中聲明你要探測的I2C設備地址列表，以及一個宏。示例如下：

static?unsigned?short?normal_i2c[]?=?{ ?
????????0xbc?>>?1, ?
????????0xbe?>>?1, ?
????????I2C_CLIENT_END ?
}; ?
I2C_CLIENT_INSMOD; ?

??? normal_i2c 數組包含了你需要探測的I2C設備地址列表，并且必須以I2C_CLIENT_END作為結尾，注意，上述代碼中的0xbc和0xbe是我在硬件上為我的tvp5158分配的地址，硬件上我支持通過跳線將該地址設置為 0xbc 或者 0xbe，所以把這兩個地址均寫入到探測列表中，讓系統進行探測。如果你的I2C設備的地址是固定的，那么，這里可以只寫你自己的I2C設備地址，注意必須向右移位1。

??? 宏 I2C_CLIENT_INSMOD 的作用網上有許多文章進行了詳細的講解，這里我就不詳細描述了，記得加上就行，我們重點關注實現。

??? 下一步就應該編寫第1步中的兩個回調函數，一個用于注冊設備，一個用于注銷設備。探測函數示例如下：

static?int?tvp5158_attach_adapter(struct?i2c_adapter?*adapter) ?
{ ?
????return?i2c_probe(adapter,?&addr_data,?&tvp5158_detect_client); ?
}?

??? 這個回調函數系統會自動調用，我們只需要按照上述代碼形式寫好就行，這里調用了系統的I2C設備探測函數，i2c_probe()，第三個參數為具體的設備探測回調函數，系統會在探測設備的時候調用這個函數，需要自己實現。示例如下：

static?int?tvp5158_detect_client(struct?i2c_adapter?*adapter,int?address,int?kind) ?
{ ?
????struct?tvp5158_obj?*pObj; ?
????int?err?=?0; ?
?
????printk(KERN_INFO?"I2C:?tvp5158_detect_client?at?address?%x?...\n",?address); ?
?
????if(?g_tvp5158_obj?!=?NULL??)?{ ?
????????//already?allocated,inc?user?count,?and?return?the?allocated?handle ?
????????g_tvp5158_obj->users++; ?
????????return?0; ?
????} ?
?
????/*?alloc?obj?*/?
????pObj?=?kmalloc(sizeof(struct?tvp5158_obj),?GFP_KERNEL); ?
????if?(pObj==0){ ?
????????return?-ENOMEM; ?
????} ?
????memset(pObj,?0,?sizeof(struct?tvp5158_obj)); ?
????pObj->client.addr????=?address; ?
????pObj->client.adapter?=?adapter; ?
????pObj->client.driver??=?&tvp5158_i2c_driver; ?
????pObj->client.flags???=?I2C_CLIENT_ALLOW_USE; ?
????pObj->users++; ?
?
????/*?attach?i2c?client?to?sys?i2c?clients?list?*/?
????if((err?=?i2c_attach_client(&pObj->client))){ ?
????????printk(?KERN_ERR?"I2C:?ERROR:?i2c_attach_client?fail!?address=%x\n",address); ?
????????return?err; ?
????} ?
?
????//?store?the?pObj ?
????g_tvp5158_obj?=?pObj; ?
?
????printk(?KERN_ERR?"I2C:?i2c_attach_client?ok!?address=%x\n",address); ?
?
????return?0; ?
}?

??? 到此為止，探測并且注冊設備的代碼已經完成，以后對該??I2C?設備的訪問均可以通過 g_tvp5158_obj 這個全局的指針進行了。

4.??? 注銷I2C設備?

??? 同理，設備注銷的回調函數也會自動被系統調用，只需要按照模板寫好設備注銷代碼，示例如下：????

static?int?tvp5158_detach_client(struct?i2c_client?*client) ?
{ ?
????int?err; ?
?
????if(?!?client->adapter?){ ?
????????return?-ENODEV; ?
????} ?
?
????if(?(err?=?i2c_detach_client(client))?)?{ ?
????????printk(?KERN_ERR?"Client?deregistration?failed?(address=%x),?client?not?detached.\n",?client->addr); ?
????????return?err; ?
????} ?
?
????client->adapter?=?NULL; ?
?
????if(?g_tvp5158_obj?){ ?
????????kfree(g_tvp5158_obj); ?
????} ?
?
????return?0; ?
}?

??? 到此為止，設備的注冊和注銷代碼已經全部完成，下面要做的就是提供讀寫I2C設備的方法。

?5.?? I2C設備的讀寫??????

??? 對I2C設備的讀寫，Linux系統提供了多種接口，可以在內核的 i2c.h 中找到，這里簡單介紹其中的兩種接口。

?? 【接口一】：

extern?int?i2c_master_send(struct?i2c_client?*,const?char*?,int); ?
?
extern?int?i2c_master_recv(struct?i2c_client?*,char*?,int); ?

??? 第一個參數是 i2c_client 對象指針，第二個參數是要傳輸的數據buffer指針，第三個參數為buffer的大小。

?? 【接口二】：

extern?int?i2c_transfer(struct?i2c_adapter?*adap,?struct?i2c_msg?*msg,?int?num);?

??? 這個接口支持一次向I2C設備發送多個消息，每一個消息可以是讀也可以是寫，讀或者寫以及讀寫的目標地址（寄存器地址）均包含在msg消息參數里面。

??? 這些接口僅僅是最底層的讀寫方法，關于具體怎么與I2C設備交互，比如具體怎么讀芯片的某個特定寄存器的值，這需要看具體的芯片手冊，每個I2C芯片都會有具體的I2C寄存器讀寫時序圖。因此，為了在驅動中提供更好的訪問接口，還需要根據具體的時序要求對這些讀寫函數進行進一步封裝，這些內容將在后面的文章中講述。

6. ?模塊初始化及其他

? ? 下一步就是整個模塊的初始化代碼和逆初始化代碼，以及模塊聲明了。? ??

static?int?__init?tvp5158_i2c_init(void)?
{?
????g_tvp5158_obj?=?NULL;?
?????
????return?i2c_add_driver(&tvp5158_i2c_driver);?
}?
?
static?void?__exit?tvp5158_i2c_exit(void)?
{?
????i2c_del_driver(&tvp5158_i2c_driver);?
}?
?
module_init(tvp5158_i2c_init);?
module_exit(tvp5158_i2c_exit);?
?
MODULE_DESCRIPTION("TVP5158?i2c?driver");?
MODULE_AUTHOR("Lujun?@hust");?
MODULE_LICENSE("GPL");?

? ? 在初始化的代碼里面，添加本模塊的 i2c driver 對象，在逆初始化代碼里面，刪除本模塊的 i2c driver 對象。

7.?? 總結

??? 到此為止，算是從應用的角度把編寫一個I2C的設備驅動代碼講完了，很多原理性的東西我都沒有具體分析（其實我也了解的不深），以后會慢慢更深入地學習和了解，文中有什么講述不正確的地方，歡迎留言或者來信lujun.hust@gmail.com交流。

??? 讀到最后，大家可能還有一個疑問，這個驅動寫完了怎么在用戶空間（應用層）去使用它呢？由于本文不想把代碼弄得太多太復雜，怕提高理解的難度，所以就沒有講，其實要想在用戶空間使用該I2C設備驅動，則還需要借助字符設備驅動來完成，即為這個I2C設備驅動封裝一層字符設備驅動，這樣，用戶空間就可以通過對字符設備驅動的訪問來訪問I2C設備，這個方法我會在后面的文章中講述。