&i2c1 {clock-frequency = <100000>;pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;status = "okay";ap3216c@1e {compatible = "alientek,ap3216c";reg = <0x1e>;};
};

i2c_driver

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;
};

我们主要关注的是probe、remove、shutdown、driver即可，其他的很少使用到。

probe：在驱动与设备匹配时，会执行probe函数，从而对该设备进行初始化和注册操作。

id_table：传统的、未使用设备树的设备匹配的ID表

device_driver：使用设备树的要，需要设置device_driver的id_table成员。

 /* i2c 驱动结构体 */
static struct i2c_driver xxx_driver = {.probe = xxx_probe,.remove = xxx_remove,.driver = {.owner = THIS_MODULE,.name = "xxx",.of_match_table = xxx_of_match, /* 设备树匹配方式列表 */},.id_table = xxx_id,             /* 传统匹配方式ID列表 */
}/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {{ .compatible = "xxx" },{ /* Sentinel */ }
};/* 驱动入口函数 */
static int __init xxx_init(void){int ret = 0;ret = i2c_add_driver(&xxx_driver);return ret;
}/* 驱动出口函数 */
static void __exit xxx_exit(void){i2c_del_driver(&xxx_driver);
}

上述是i2c_driver的部分模板，在编写完i2c_driver结构体之后，正如在驱动入口函数所见，我们可以使用i2c_register_driver或者i2c_add_driver向内核注册该I2C_driver，实际上是注册到I2C核心（i2c_core）。正如上述所说的，实际上是使用了i2c_core的核心函数，增加/删除i2c_adapter，我们稍后再对i2c_core进行介绍，我们先讲一下I2C总线的结构体。

i2c_bus_type

struct bus_type i2c_bus_type = {.name = "i2c",.match = i2c_device_match,.probe = i2c_device_probe,.remove = i2c_device_remove,.shutdown = i2c_device_shutdown,
};

i2c_core

在上文提到，I2C核心很少需要被修改，但是我们需要了解他的主要函数和功能：

（1）增加/删除i2c_driver

int i2c_register_driver(struct module *owner, struct i2c_driver *driver)
int i2c_add_driver (struct i2c_driver *driver)
void i2c_del_driver(struct i2c_driver *driver)

上述的注册与删除函数，我们可以在i2c_driver的驱动入口函数和出口函数见到。

（2）增加/删除i2c_adapter

int i2c_add_adapter(struct i2c_adapter *adapter)
int i2c_add_numbered_adapter(struct i2c_adapter *adap)
void i2c_del_adapter(struct i2c_adapter * adap)

i2c_adapter的内容一般不需要我们实现，我们先跳过，放到最后学习。

（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(struct i2c_client *client, const char *buf, int count);
int i2c_master_recv(struct i2c_client *client, char *buf, int count);

i2c_transfer用于I2C适配器与设备之间进行一组信息交互，其中第二个参数是指向一个i2c_msg数组的指针，所以i2c_transfer一次性可以传输多个i2c_msg。

对于时序简单的外设，i2c_master_send和i2c_master_recv会调用i2c_transfer分别完成一条写消息和读一条消息，但是i2c_transfer本身不具备驱动适配器物理硬件以完成信息交互的能力，只是寻找与i2c_adapter对应的i2c_algorithm，使用i2c_algorithm的x_fer()函数真正驱动硬件流程。

I2C设备收发数据流程

接下来，我们先了解一下，I2C设备是怎么发送与接收数据的。

Linux内核为I2C数据传输实现了两套通信方式：

（1）传统的I2C通信方式

（2）SMBus（System Management Bus）通信方式，是较为推荐的一种方式，在1995年Inter提出的，该总线与I2C基本一致，但是在I2C总线上进行了扩展。

但是！本文只讲解传统方式下的I2C数据传输。

Linux在内核提供了两个函数供给用户使用，即i2c_master_send和i2c_master_recv，前者发送数据，后者接收数据。上面已经给出了这两个函数具体的函数声明。

Linux内核还提供了一种传输方式，该函数既可以传输数据，也可以接收数据：i2c_transfer，但是，其参数已经不像前面两个函数一样，是简单的buf了，而是i2c_msg结构体。

i2c_msg

struct i2c_msg {__u16 addr;__u16 flags;#define I2C_M_RD 0x0001             /* guaranteed to be 0x0001! */#define I2C_M_TEN 0x0010            /* use only if I2C_FUNC_10BIT_ADDR */#define I2C_M_DMA_SAFE 0x0200       /* use only in kernel space */#define I2C_M_RECV_LEN 0x0400       /* use only if I2C_FUNC_SMBUS_READ_BLOCK_DATA */#define I2C_M_NO_RD_ACK 0x0800      /* use only if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */#define I2C_M_IGNORE_NAK 0x1000     /* use only if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */#define I2C_M_REV_DIR_ADDR 0x2000   /* use only if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */#define I2C_M_NOSTART 0x4000        /* use only if I2C_FUNC_NOSTART */#define I2C_M_STOP 0x8000           /* use only if I2C_FUNC_PROTOCOL_MANGLING */__u16 len;__u8 *buf;
};

addr：I2C客户端地址，即从设备地址

flag：信息标志，即传输方向，0写数据，1（I2C_M_RD ）读数据，其他标志位看上面代码的宏定义

len：表示数据传输长度

buf：所传输的数据的首地址

如下面的代码就实现了一个简单的数据发送过程。

int i2c_write_and_read_data(i2c_client *client, unsigned int *send_buf, unsigned int *recv_buf){struct i2c_msg msgs[2];msgs[0].addr = client->addr;     //获取客户端（从机地址）msgs[0].len = sizeof(send_buf);msgs[0].buf = &send_buf;msgs[0].flags = 0;               //传输为发送数据msgs[1].addr = client->addr;     //获取客户端（从机地址）msgs[1].len = 10;msgs[1].buf = recv_buf;msgs[1].flags = I2C_M_RD;        //传输为接收数据ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));if (ret < 0)return ret;else if (ret != ARRAY_SIZE(msgs))return -EIO;return 0;
}

而最后 i2c_transfer()函数会调用i2c_algorithm的master_xfer()函数和functionality()函数真正驱动硬件流程，i2c_transfer函数如下所示：

static int i2c_imx_probe(struct platform_device *pdev){irq = platform_get_irq(pdev, 0);res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);i2c_imx = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*i2c_imx),GFP_KERNEL);/* Setup i2c_imx driver structure */i2c_imx->adapter.owner = THIS_MODULE;i2c_imx->adapter.algo = &i2c_imx_algo;i2c_imx->adapter.dev.parent = &pdev->dev;i2c_imx->adapter.nr = pdev->id;i2c_imx->adapter.dev.of_node = pdev->dev.of_node;i2c_imx->base = base;/* Request IRQ */ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, i2c_imx_isr,IRQF_NO_SUSPEND, pdev->name, i2c_imx);/* Set up clock divider */i2c_imx->bitrate = IMX_I2C_BIT_RATE;ret = of_property_read_u32(pdev->dev.of_node,"clock-frequency", &i2c_imx->bitrate);/* Set up chip registers to defaults */imx_i2c_write_reg(i2c_imx->hwdata->i2cr_ien_opcode ^ I2CR_IEN,i2c_imx,IMX_I2C_I2CR);imx_i2c_write_reg(i2c_imx->hwdata->i2sr_clr_opcode, i2c_imx,IMX_I2C_I2SR);/* Add I2C adapter */ret = i2c_add_numbered_adapter(&i2c_imx->adapter);/* Init DMA config if supported */i2c_imx_dma_request(i2c_imx, phy_addr);
}

i2c_dev

我们需要给驱动层留一个访问i2c的接口，所以有了i2c_dev，i2c 核心只是做了一些管理和提供接口的工作，那么具体的支撑用户层进行访问的算是这个 i2c_dev 了。接下来的内容就和字符设备驱动差不多了。

static int __init i2c_dev_init(void)
{int res;res = register_chrdev(I2C_MAJOR, "i2c", &i2cdev_fops);i2c_dev_class = class_create(THIS_MODULE, "i2c-dev");res = bus_register_notifier(&i2c_bus_type, &i2cdev_notifier);/* Bind to already existing adapters right away */i2c_for_each_dev(NULL, i2cdev_attach_adapter);return 0;}

同时提供了fops的用户层的操作集合：

static const struct file_operations i2cdev_fops = {.owner		= THIS_MODULE,.llseek		= no_llseek,.read		= i2cdev_read,.write		= i2cdev_write,.unlocked_ioctl	= i2cdev_ioctl,.open		= i2cdev_open,.release	= i2cdev_release,
};

那么，比如在read函数中，就会使用到i2c_master_recv()函数

static ssize_t i2cdev_read(struct file *file, char __user *buf, size_t count, loff_t *offset){......ret = i2c_master_recv(client, tmp, count);if (ret >= 0)ret = copy_to_user(buf, tmp, count) ? -EFAULT : ret;}