I2C总线框架
I2C总线框架分三部分：总线驱动-核心层-设备驱动
- 核心层（i2c-core）： I2C 核心提供了 I2C 总线驱动（适配器）和设备驱动的注册、注销方法，I2C 通信方法与具体硬件无关的代码以及探测设备地址的上层代码等
- 总线驱动层（Adapter驱动） 负责具体SoC的I2C控制器硬件操作
- 设备驱动层（Client驱动） 实现特定外设（如EEPROM、传感器）的功能逻辑
I2C总线驱动
I2C总线驱动（I2C适配器驱动）的向核心层提供操控I2C总线驱动的功能。因为和芯片的I2C外设相关，一般由芯片厂提供代码。
I2C总线驱动层注册一个i2c_adapter结构体变量，其中包含i2c_algorithm结构体，i2c_algorithm中又包含了master_xfer等函数，负责具体的数据传输操作，将核心层的消息落实到接口。
master_xfer函数和其参数struct i2c_msg的定义如下：
// i2c_adapter->i2c_algorithm->master_xfer
int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num);
struct i2c_msg {
__u16 addr; /* slave address */
__u16 flags;
#define I2C_M_RD 0x0001 /* read data, from slave to master */
/* I2C_M_RD is guaranteed to be 0x0001! */
#define I2C_M_TEN 0x0010 /* this is a ten bit chip address */
#define I2C_M_DMA_SAFE 0x0200 /* the buffer of this message is DMA safe */
/* makes only sense in kernelspace */
/* userspace buffers are copied anyway */
#define I2C_M_RECV_LEN 0x0400 /* length will be first received byte */
#define I2C_M_NO_RD_ACK 0x0800 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_IGNORE_NAK 0x1000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
#define I2C_M_NOSTART 0x4000 /* if I2C_FUNC_NOSTART */
#define I2C_M_STOP 0x8000 /* if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */
__u16 len; /* msg length */
__u8 *buf; /* pointer to msg data */
};
int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num);master_xfer函数接收num个struct i2c_msg *msgs消息并处理，标志位flags可选项如下：
| 宏定义 | 作用 |
|---|---|
I2C_M_RD | 读取操作（从设备 -> 主机） |
I2C_M_TEN | 使用 10 位地址模式 |
I2C_M_DMA_SAFE | 缓冲区可安全用于 DMA 传输 |
I2C_M_RECV_LEN | 读取数据时，第一个字节表示数据长度 |
I2C_M_NO_RD_ACK | 读取时不发送 ACK |
I2C_M_IGNORE_NAK | 忽略从设备的 NACK |
I2C_M_REV_DIR_ADDR | 反向地址传输顺序 |
I2C_M_NOSTART | 不发送 START 信号 |
I2C_M_STOP | 发送 STOP 信号 |
I2C核心层
面向适配器，提供
int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)和int i2c_add_numbered_adapter(struct i2c_adapter *adap)以及对应的卸载函数，提供I2C适配器的注册/注销面向设备驱动层，提供
int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num)函数
其他参考《i2c_core》
I2C设备驱动
platform框架下，我们会编写并注册一个platform_device和platform_driver结构体来描述设备和驱动，或者使用设备树描述设备，当内核在解析设备树的时候会自动帮我们创建一个 platform_device对象。
struct platform_driver {
int (*probe)(struct platform_device *);
int (*remove)(struct platform_device *);
void (*shutdown)(struct platform_device *);
int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);
int (*resume)(struct platform_device *);
struct device_driver driver;
const struct platform_device_id *id_table;
bool prevent_deferred_probe;
};I2C设备驱动的开发和platform框架类似，需要注册一个struct i2c_driver结构体，并使用设备树描述设备，内核会创建一个i2c_client对象。struct i2c_driver结构体定义如下：
struct i2c_driver {
unsigned int class;
int (*probe)(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id);
int (*remove)(struct i2c_client *client);
int (*probe_new)(struct i2c_client *client);
void (*shutdown)(struct i2c_client *client);
void (*alert)(struct i2c_client *client, enum i2c_alert_protocol protocol,
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;
int (*detect)(struct i2c_client *client, struct i2c_board_info *info);
const unsigned short *address_list;
struct list_head clients;
bool disable_i2c_core_irq_mapping;
};比如现在有一个ft5x06触摸屏挂在i2c1接口下面，设备树描述如下：
/ {
amba: amba {
u-boot,dm-pre-reloc;
compatible = "simple-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
interrupt-parent = <&intc>;
ranges;
i2c1: i2c@e0005000 {
compatible = "cdns,i2c-r1p10";
status = "disabled";
clocks = <&clkc 39>;
interrupt-parent = <&intc>;
interrupts = <0 48 4>;
reg = <0xe0005000 0x1000>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
};
}；
};
&i2c1 {
clock-frequency = <100000>;
edt-ft5x06@38 {
compatible = "edt,edt-ft5426";
reg = <0x38>;
interrupt-parent = <&gpio0>;
interrupts = <60 0x2>;
reset-gpio = <&gpio0 59 GPIO_ACTIVE_LOW>;
interrupt-gpio = <&gpio0 60 GPIO_ACTIVE_LOW>;
};
};i2c1的属性compatible = "cdns,i2c-r1p10";会匹配到i2c-cadence.c，注册一个适配器驱动。- 内核解析设备树会为
edt-ft5x06生成一个i2c_client对象，因为edt-ft5x06节点在i2c1下面，内部包含匹配到的适配器struct i2c_adapter *adapter会指向i2c1生成的i2c_adapter - 当驱动层注册的驱动和
edt-ft5x06的属性compatible = "edt,edt-ft5426"匹配后，就会自动调用.probe函数，传入对应的i2c_client。
对于设备驱动开发者来说，I2C子框架提供了自动匹配和i2c_transfer()函数。和开发platform驱动一样，开发者只需要在.probe函数中