Linux virtual i2c adapter实现分析

       在之前分析mdio子系统时，我们提到系统实现了fixed-mii_bus，从而为mac2mac提供虚拟mii_bus和虚拟phy_device，实现对虚拟phy_device的模拟。受此启发，我打算实现一个虚拟的i2c adapter，并基于该i2c adapter挂载一个虚拟的i2c device，并基于虚拟i2c adapter、i2c device搭建一个虚拟的i2c controller即i2c设备，以便为需要学习linux i2c驱动模型的童鞋可以方便的练习i2c device driver。

本篇文章的目的如下:

1. 当你没有开发板，又想学习i2c驱动模型，并想进行linux i2c device driver的练习时；
2. 当你完成了i2c device driver，在硬件开发板出来之前进行i2c device driver的验证时。

 

若对linux i2c驱动模型不熟悉时，可参考我之前写的文章：

 

一、 virtual i2c adapter的实现分析

我们知道linux系统针对i2c controller抽象了数据结构i2c_adapter，因此我们在进行虚拟i2c

controller的实现，也就是实现一个i2c_adapter类型的变量，并将其注册至i2c子系统中。

 

数据结构定义及关联

因我们需要模拟的是一个虚拟的i2c controller，以及多个依附于虚拟i2c controller的i2c

device，所以我们定义而定数据结构包含i2c controller、i2c device两部分的内容。

我们定义了数据结构体virtual_i2c_bus_t，该结构体中包含了i2c_adapter类型的成员和virtual_i2c_adapter_info_t类型的成员，其中：

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1. i2c_adapter类型的成员中，我们需要实现i2c_adapter->algo，因我们抽象的是i2c ，因此我们需要实现master_xfer接口和functionality接口；
2. 而virtual_i2c_adapter_info_t结构体则主要包含了一个双向链表头list，和一个互斥量。list链表用于将所有虚拟i2c设备连接在一起，虚拟i2c设备对应的数据结构为virtual_i2c_dev_info_t，该数据结构包括node节点、virtual i2c device的地址addr，virtual i2c device对应的寄存器等。

 

如下即为virtual_i2c_bus_t、virtual_i2c_adapter_info_t、virtual_i2c_dev_info_t、

i2c_adapter、i2c_algorithm数据结构之间的关联图。而我们在virtual i2c controller的probe接口中，即是用来实现这些数据结构之间的关联，从而织成如下的关联图。

 

 

如下即为virtual_i2c_bus_t、virtual_i2c_adapter_info_t、virtual_i2c_dev_info_t的定义。

 

二、virtual controller driver实现流程说明

针对virtual controller driver的实现，主要包括如下几个步骤（我们还是借助platform驱动模型实现virtual controller driver）：

1. 创建一个platform device，用于实现与virtual controller driver对应的platform driver进行匹配；
2. 创建一个platform driver，在该driver的probe接口中实现如下功能：
   1. 申请virtual_i2c_bus_t类型的内存空间，并设置virtual_i2c_bus_t->adapter.algo，主要设置master_xfer（virtual_i2c_master_xfer）、functionality；
   2. 调用i2c_add_adapter接口，将virtual_i2c_bus_t->adapter注册至i2c子系统中；
   3. 调用i2c_new_device接口，创建virtual i2c device，并依附于上述a中创建的adapter；
   4. 针对接口virtual_i2c_master_xfer，针对传递i2c_msg，将其与已注册至virtual_i2c_bus_t->virtual_dev_info中的virtual i2c device进行对比，若找到i2c 地址相同的virtual i2c device，则进行寄存器的设置/读取寄存器的值等。

 

三、 i2c device driver的实现流程说明

通过以上两步已经实现了virtual i2c adapter、virtual i2c device，现在我们就可以实现i2c

device driver，进行i2c device driver的联系了。实现的流程如下：

1. 定义struct i2c_driver类型的变量，并实现 struct i2c_device_id、struct of_device_id类型变量的设置，并赋值给struct i2c_driver中对应的成员变量；并实现struct i2c_driver中的probe接口、remove接口；
2. 在上述1中实现的probe接口中，我们可以实现该i2c device对应的字符设备，从而应用程序即可通过操作字符设备文件，从而完成与virtual i2c device的通信。

 

四、i2c device字符设备文件的访问

当完成以上内容后，我们即可以在应用层中，通过访问字符设备文件，从而完成与virtual i2c device的访问。

 

 

本文主要简要说明了virtual i2c controller、virtual i2c device的实现，用于进行i2c模块的练习(尤其在身边没有开发板，又想学习linux i2c驱动时），至于本章的代码，已经上传至csdn上，稍后会把链接发送出来(链接如下virtual i2c controller driver)。