I2C子系統之ioctl()

根據前一篇的文章介紹 at24c02的讀寫方式有很多種，

寫有兩種1.寫一字節數據到word address處2.從指定的word address處開始寫一頁數據，此word address需要頁對齊！

讀有三種1.從at24c02當前的word address讀一字節數據2.從指定的word address 讀數據3.從當前的word address地址開始讀一串數據

根據驅動中write() read()的實現方法可以發現，當msg發送完畢時才發送stop信號，而msg之間是是連續發送的不會插入stop信號。

但是，write() read()每次都固定只能發送一則msg！這對at24c02的寫以及current read、sequential read來說沒問題，可以通過write()和read()函數直接實現這四種操作。

但是at24c02的random read就不能直接通過write() read()來實現了。因為random read需要先寫word address，寫完之後不能直接發送stop信號，

而是要接著發送start信號開始發送device address。而驅動中的write() read()只能一次發送一則msg，並且發送完畢就發送stop信號，所以這種時序不符合random read的操作。

不過系統通過ioctl操作，可以一次發送多則msg，而在msg之間是不會發送stop信號的。

所以at24c02的random read操作可以通過發送兩則msg的方式來實現，第一則msg是寫的，並且寫的內容是word address，第二則msg為讀。

下面在分析下ioctl 的驅動實現函數i2cdev_ioctl_rdrw()

1. static noinline int i2cdev_ioctl_rdrw(struct i2c_client *client,  
2.         unsigned long arg)  
3. {  
4.     struct i2c_rdwr_ioctl_data rdwr_arg;  
5.     struct i2c_msg *rdwr_pa;  
6.     u8 __user **data_ptrs;  
7.     int i, res;  
8.   
9.     if (copy_from_user(&rdwr_arg,  
10.                (struct i2c_rdwr_ioctl_data __user *)arg,  
11.                sizeof(rdwr_arg)))  
12.         return -EFAULT;  
13.   
14.     /* Put an arbitrary limit on the number of messages that can 
15.      * be sent at once */  
16.     if (rdwr_arg.nmsgs > I2C_RDRW_IOCTL_MAX_MSGS)  
17.         return -EINVAL;  
18.   
19.     rdwr_pa = kmalloc(rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg), GFP_KERNEL);  
20.     if (!rdwr_pa)  
21.         return -ENOMEM;  
22.   
23.     if (copy_from_user(rdwr_pa, rdwr_arg.msgs,  
24.                rdwr_arg.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg))) {  
25.         kfree(rdwr_pa);  
26.         return -EFAULT;  
27.     }  
28.   
29.     data_ptrs = kmalloc(rdwr_arg.nmsgs * sizeof(u8 __user *), GFP_KERNEL);  
30.     if (data_ptrs == NULL) {  
31.         kfree(rdwr_pa);  
32.         return -ENOMEM;  
33.     }  
34.   
35.     res = 0;  
36.     for (i = 0; i < rdwr_arg.nmsgs; i++) {  
37.         /* Limit the size of the message to a sane amount; 
38.          * and don't let length change either. */  
39.         if ((rdwr_pa[i].len > 8192) ||  
40.             (rdwr_pa[i].flags & I2C_M_RECV_LEN)) {  
41.             res = -EINVAL;  
42.             break;  
43.         }  
44.         data_ptrs[i] = (u8 __user *)rdwr_pa[i].buf;  
45.         rdwr_pa[i].buf = memdup_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].len);  
46.         if (IS_ERR(rdwr_pa[i].buf)) {  
47.             res = PTR_ERR(rdwr_pa[i].buf);  
48.             break;  
49.         }  
50.     }  
51.     if (res < 0) {  
52.         int j;  
53.         for (j = 0; j < i; ++j)  
54.             kfree(rdwr_pa[j].buf);  
55.         kfree(data_ptrs);  
56.         kfree(rdwr_pa);  
57.         return res;  
58.     }  
59.   
60.     res = i2c_transfer(client->adapter, rdwr_pa, rdwr_arg.nmsgs);  
61.     while (i-- > 0) {  
62.         if (res >= 0 && (rdwr_pa[i].flags & I2C_M_RD)) {  
63.             if (copy_to_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].buf,  
64.                      rdwr_pa[i].len))  
65.                 res = -EFAULT;  
66.         }  
67.         kfree(rdwr_pa[i].buf);  
68.     }  
69.     kfree(data_ptrs);  
70.     kfree(rdwr_pa);  
71.     return res;  
72. }  

首先函數通過copy_from_user函數將用戶空間的數據拷貝到內核。data_ptrs這個變量相當於指針數組了，相當於數組裡面存放的是指針，並且這些指針指向的是需要發送的數據buf的首地址。

其中有一句比較難理解的是

1. rdwr_pa[i].buf = memdup_user(data_ptrs[i], rdwr_pa[i].len);  

這句話其實實現一下內容：

1.在內核空間申請一塊buf，

2.將data_ptrs[i] (其值和目前的rdwr_pa[i].buf是一致的)指向的用戶空間的buf中的數據拷貝到剛申請的內核buf中。

3.將內核空間的buf地址返回，並且覆蓋rdwr_pa[i].buf中的數值，使其值由原來用戶空間的buf地址變為內核空間的buf地址。

然後調用函數i2c_transfer開始發送信息。發送時序可以通過

i2s_s3c_irq_nextbyte()函數中的流程來判斷，此處不具體分析了.

相關閱讀：

I2C子系統之at24c02讀寫測試 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68256.htm
I2C子系統之ioctl()  http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68257.htm
I2C子系統之at24c02簡介 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68258.htm
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I2C子系統之I2C總線時鐘頻率設置 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68264.htm
I2C子系統之adapter device和client device注冊——I2C_add_number_adapter() http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68265.htm
I2C子系統之__I2C_first_dynamic_bus_num變量的相關分析 http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68266.htm
I2C子系統之 adapter driver注冊——I2C_dev_init() http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68267.htm
I2C子系統之write() http://www.linuxidc.com/Linux/2012-08/68268.htm