背景描述
IIC總線在嵌入式系統中應用十分廣泛，常見的有eeprom，rtc。一般的處理器會包含IIC的控制器，用來完成IIC時序的控制；另外一方面，由於IIC的時序簡單，使用GPIO口來模擬時序也是常見的做法。面對不同的IIC控制器，各種各樣的芯片以及linux源碼，如何更快做好IIC設備驅動。
問題描述
在我們的方案中，我們會用到eeprom，rtc以及tw2865。由於Hi3520的IIC控制器設計有問題，無法正常使用。而IIC控制器的SDA和SCL管腳正好是和兩個GPIO管腳復用的。Hisi將控制gpio來實現IIC的時序，從而對IIC設備進行操作。這種設計方式簡單明了，但使用IIC子系統，可以更方便的移植和維護其他的設備驅動。
問題分析
Hisi對於gpio口，rtc芯片以及tw2865的處理方式如下：將gpio口做成一個模塊化的驅動，該驅動模擬IIC時序，並向外提供一些函數接口，比如：EXPORT_SYMBOL(gpio_i2c_read_tw2815);等。對於具體的rtc芯片，將其注冊為一個misc設備，並利用gpio模塊導出的函數進行rtc芯片的配置操作。
其實對於linux-2.6.24\drivers\i2c目錄下代碼，我們可以加以利用。
Linux的IIC字結構分為三個組成部分：
IIC核心
IIC核心提供了IIC總線驅動和設備驅動的注冊、注銷方法，IICalgorithm上層的、與具體適配器無關的代碼以及探測設備、檢測設備地址的上層代碼。
IIC總線驅動
IIC總線驅動是對IIC硬件體系結構中適配器端的實現。
IIC設備驅動
IIC設備驅動是對IIC硬件體系總設備端的實現。
我們查看下該目錄下的makefile和kconfig：
obj-$(CONFIG_I2C_BOARDINFO) +=i2c-boardinfo.o
obj-$(CONFIG_I2C) += i2c-core.o
obj-$(CONFIG_I2C_CHARDEV) +=i2c-dev.o
obj-y +=busses/ chips/ algos/
i2c-core.c就是IIC核心，buses中的文件是主流處理器中IIC總線的總線驅動，而chips中的文件就是常用芯片的驅動，algos中的文件實現了一些總線適配器的algorithm，其中就包括我們要用到的i2c-algo-bit.c文件。
我們首先利用i2c-gpio.c和i2c-algo-bit.c做好總線驅動。
在i2c-gpio.c中，module_initi2c_gpio_initplatform_driver_probe(&i2c_gpio_driver,i2c_gpio_probe);
將其注冊為platform虛擬總線的驅動。
在staticint __init i2c_gpio_probe(struct platform_device *pdev)中，
定義了如下三個結構體：
structi2c_gpio_platform_data *pdata;//平台相關的gpio的設置
structi2c_algo_bit_data *bit_data;//包含algorithm的具體函數，setor get SDA和SCL
structi2c_adapter *adap;//適配器
i2c_gpio_probe主要做了下面幾件事：
填充bit_data結構的各個函數指針，關聯到具體的操作SDA和SCl函數。
填充adap結構，adap->algo_data= bit_data;
pdata= pdev->dev.platform_data;
bit_data->data= pdata;
pdev->dev->driver_data= adap;
在i2c-core中注冊適配器類型。
inti2c_bit_add_numbered_bus(struct i2c_adapter *adap)
在staticint i2c_bit_prepare_bus(struct i2c_adapter *adap)中
adap->algo= &i2c_bit_algo;
將i2c_bit_algo與adap關聯上。
static const structi2c_algorithm i2c_bit_algo = {
.master_xfer = bit_xfer,
.functionality = bit_func,
};
其中，master_xfer函數指針就是IIC傳輸函數指針。
I2c-algo-bit.c還實現了IIC開始條件，結束條件的模擬，發送字節，接收字節以及應答位的處理。
i2c-gpio.c中的i2c_gpio_setsda_val等函數是與具體平台gpio相關的。
修改對應arch-hi3520v100目錄下的gpio.h中的各個函數，這些函數是通過操作寄存器來控制gpio的方向和值。
在對應mach-hi3520v100中的platform-devices.c中添加如下：
static structi2c_gpio_platform_data pdata = {
.sda_pin = 1<<0,
.sda_is_open_drain = 1,
.scl_pin = 1<<1,
.scl_is_open_drain = 1,
.udelay = 4, /* ~100 kHz */
};
static struct platform_devicehisilicon_i2c_gpio_device = {
.name = "i2c-gpio",
.id = -1,
.dev.platform_data = &pdata,
};
static struct platform_device*hisilicon_plat_devs[] __initdata = {
&hisilicon_i2c_gpio_device,
};
int __inithisilicon_register_platform_devices(void)
{
platform_add_devices(hisilicon_plat_devs,ARRAY_SIZE (hisilicon_plat_devs));
return 0;
}
通過platform添加devices和driver，使得pdev->dev.platform_data=pdata
綜合上面的過程，我們完成了adapter的注冊，並將用gpio口模擬的algorithm與adapter完成了關聯。
這樣，在rtc-x1205.c中，x1205_attach函數利用i2c核心完成client和adap的關聯。
在x1205_probe函數中填充i2c_client結構體，並調用i2c_attach_client通知iic核心。
接著注冊rtc驅動。
最後我們要讀取時間，就需要構造i2c_msg結構體，如下所示：
struct i2c_msg msgs[] = {
{ client->addr, 0, 2,dt_addr }, /* setup read ptr */
{ client->addr, I2C_M_RD,8, buf }, /* read date */
};
/* read date registers */
if((i2c_transfer(client->adapter, &msgs[0], 2)) != 2) {
dev_err(&client->dev,"%s: read error\n", __FUNCTION__);
return -EIO;
}
dt_addr是寄存器的地址，I2C_M_RD表示iicread。
經驗總結
IIC總線雖然並不復雜，但linux下的IIC子系統卻有相當的復雜度。做了很多的抽象工作，代碼變得得難理解，但為後續移植驅動工作提供了很多便利條件。在調試gpio的adap時，最關鍵的是對於busdevice driver設備模型的理解。對sysfs和proc文件系統很熟悉的話，在調試驅動和後期維護方面大有益處。