http://blog.csdn.net/airk000/article/details/21345457

在Linux驅動中I2C系統中主要包含以下幾個成員：

I2C adapter 即I2C適配器
I2C driver 某個I2C設備的設備驅動，可以以driver理解。
I2C client  某個I2C設備的設備聲明，可以以device理解。

I2C adapter

是CPU集成或外接的I2C適配器，用來控制各種I2C從設備，其驅動需要完成對適配器的完整描述，最主要的工作是需要完成i2c_algorithm結構體。這個結構體包含了此I2C控制器的數據傳輸具體實現，以及對外上報此設備所支持的功能類型。i2c_algorithm結構體如下：

struct i2c_algorithm {
    int (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,
               int num);
    int (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr,
               unsigned short flags, char read_write,
               u8 command, int size, union i2c_smbus_data *data);

    u32 (*functionality) (struct i2c_adapter *);
};
 

如果一個I2C適配器不支持I2C通道，那麽就將master_xfer成員設為NULL。如果適配器支持SMBUS協議，那麽需要去實現smbus_xfer，如果smbus_xfer指針被設為NULL，那麽當使用SMBUS協議的時候將會通過I2C通道進行仿真。master_xfer指向的函數的返回值應該是已經成功處理的消息數，或者返回負數表示出錯了。functionality指針很簡單，告訴詢問著這個I2C主控器都支持什麽功能。

在內核的drivers/i2c/i2c-stub.c中實現了一個i2c adapter的例子，其中實現的是更為復雜的SMBUS。

SMBus 與 I2C的區別

通常情況下，I2C和SMBus是兼容的，但是還是有些微妙的區別的。

時鐘速度對比：

在電氣特性上他們也有所不同，SMBus要求的電壓範圍更低。

I2C driver

具體的I2C設備驅動，如相機、傳感器、觸摸屏、背光控制器常見硬件設備大多都有或都是通過I2C協議與主機進行數據傳輸、控制。結構體如下：

struct i2c_driver {
    unsigned int class;

    /* Notifies the driver that a new bus has appeared or is about to be
     * removed. You should avoid using this, it will be removed in a
     * near future.
     */
    int (*attach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated;  //舊的與設備進行綁定的接口函數
    int (*detach_adapter)(struct i2c_adapter *) __deprecated;  //舊的與設備進行解綁的接口函數

    /* Standard driver model interfaces */
    int (*probe)(struct i2c_client *, const struct i2c_device_id *); //現行通用的與對應設備進行綁定的接口函數
    int (*remove)(struct i2c_client *);  //現行通用與對應設備進行解綁的接口函數

    /* driver model interfaces that don‘t relate to enumeration  */
    void (*shutdown)(struct i2c_client *);  //關閉設備
    int (*suspend)(struct i2c_client *, pm_message_t mesg); //掛起設備，與電源管理有關，為省電
    int (*resume)(struct i2c_client *); //從掛起狀態恢復

    /* Alert callback, for example for the SMBus alert protocol.
     * The format and meaning of the data value depends on the protocol.
     * For the SMBus alert protocol, there is a single bit of data passed
     * as the alert response‘s low bit ("event flag").
     */
    void (*alert)(struct i2c_client *, unsigned int data);

    /* a ioctl like command that can be used to perform specific functions
     * with the device.
     */
    int (*command)(struct i2c_client *client, unsigned int cmd, void *arg);

    struct device_driver driver;  //I2C設備的驅動模型
    const struct i2c_device_id *id_table;  //匹配設備列表

    /* Device detection callback for automatic device creation */
    int (*detect)(struct i2c_client *, struct i2c_board_info *);
    const unsigned short *address_list;
    struct list_head clients;
};
#define to_i2c_driver(d) container_of(d, struct i2c_driver, driver)  //一般編寫驅動過程中對象常是driver類型，可以通過to_i2c_driver找到其父類型i2c_driver

如同普通設備的驅動能夠驅動多個設備一樣，一個I2C driver也可以對應多個I2C client。

以重力傳感器AXLL34X為例，其實現的I2C驅動為：

static const struct i2c_device_id adxl34x_id[] = { 
     { "adxl34x", 0 },  //匹配i2c client名為adxl34x的設備
     { } 
 };

 MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, adxl34x_id);

 static struct i2c_driver adxl34x_driver = { 
     .driver = { 
         .name = "adxl34x",
         .owner = THIS_MODULE,
         .pm = &adxl34x_i2c_pm,  //指定設備驅動的電源管理接口，包含suspend、resume
     },  
     .probe    = adxl34x_i2c_probe,  //組裝設備匹配時候的匹配動作
     .remove   = adxl34x_i2c_remove,  //組裝設備移除接口
     .id_table = adxl34x_id,  //制定匹配設備列表
 };

 module_i2c_driver(adxl34x_driver);

這裏要說明一下module_i2c_driver宏定義(i2c.h)：

#define module_i2c_driver(__i2c_driver)     module_driver(__i2c_driver, i2c_add_driver,                      i2c_del_driver)

#define i2c_add_driver(driver)         i2c_register_driver(THIS_MODULE, driver)

module_driver():

#define module_driver(__driver, __register, __unregister, ...) static int __init __driver##_init(void) {         return __register(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); } module_init(__driver##_init); static void __exit __driver##_exit(void) {         __unregister(&(__driver) , ##__VA_ARGS__); } module_exit(__driver##_exit);

理解上述宏定義後，將module_i2c_driver(adxl34x_driver)展開就可以得到：

static int __int adxl34x_driver_init(void)
{
    return i2c_register_driver(&adxl34x_driver);
}
module_init(adxl34x_driver_init);
static void __exit adxl34x_driver_exit(void)
{
    return i2c_del_driver(&adxl34x_driver);
}
module_exit(adxl34x_driver_exit);

這一句宏就解決了模塊module安裝卸載的復雜代碼。這樣驅動開發者在實現I2C驅動時只要將i2c_driver結構體填充進來就可以了，無需關心設備的註冊與反註冊過程。

I2C client

即I2C設備。I2C設備的註冊一般在板級代碼中，在解析實例前還是先熟悉幾個定義：

struct i2c_client {
    unsigned short flags;        //I2C_CLIENT_TEN表示設備使用10bit從地址，I2C_CLIENT_PEC表示設備使用SMBus檢錯
    unsigned short addr;        //設備從地址，7bit。這裏說一下為什麽是7位，因為最後以為0表示寫，1表示讀，通過對這個7bit地址移位處理即可。addr<<1 & 0x0即寫，addr<<1 | 0x01即讀。
    char name[I2C_NAME_SIZE];  //從設備名稱
    struct i2c_adapter *adapter;    //此從設備依附於哪個adapter上
    struct i2c_driver *driver;    // 此設備對應的I2C驅動指針
    struct device dev;        // 設備模型
    int irq;            // 設備使用的中斷號
    struct list_head detected;  //用於鏈表操作
};
#define to_i2c_client(d) container_of(d, struct i2c_client, dev)  //通常使用device設備模型進行操作，可以通過to_i2c_client找到對應client指針

struct i2c_board_info {
    char        type[I2C_NAME_SIZE];  //設備名，最長20個字符，最終安裝到client的name上
    unsigned short    flags;  //最終安裝到client.flags
    unsigned short    addr;  //設備從地址slave address，最終安裝到client.addr上
    void        *platform_data;  //設備數據，最終存儲到i2c_client.dev.platform_data上
    struct dev_archdata    *archdata;
    struct device_node *of_node;  //OpenFirmware設備節點指針
    struct acpi_dev_node acpi_node;
    int        irq;  //設備采用的中斷號，最終存儲到i2c_client.irq上
};
//可以看到，i2c_board_info基本是與i2c_client對應的。
#define I2C_BOARD_INFO(dev_type, dev_addr)     .type = dev_type, .addr = (dev_addr)
//通過這個宏定義可以方便的定義I2C設備的名稱和從地址（別忘了是7bit的）

下面還是以adxl34x為例：

static struct i2c_board_info i2c0_devices[] = { 
    {   
        I2C_BOARD_INFO("ak4648", 0x12),
    },  
    {   
        I2C_BOARD_INFO("r2025sd", 0x32),
    },  
    {   
        I2C_BOARD_INFO("ak8975", 0x0c),
        .irq = intcs_evt2irq(0x3380), /* IRQ28 */
    },  
    {   
        I2C_BOARD_INFO("adxl34x", 0x1d),
        .irq = intcs_evt2irq(0x3340), /* IRQ26 */
    },  
};
...
i2c_register_board_info(0, i2c0_devices, ARRAY_SIZE(i2c0_devices));

這樣ADXL34X的i2c設備就被註冊到了系統中，當名字與i2c_driver中的id_table中的成員匹配時就能夠出發probe匹配函數了。

Linux I2C設備驅動編寫（一）