在上一节中我们了解了I2C框架分为I2C核心、I2C总线驱动和I2C设备驱动三部分。其中I2C总线驱动就是SOC的I2C控制器驱动，一般来说都是SOC厂家实现好的。而I2C设备驱动是用户根据自己不同的设备具体实现的。
在imx6ull平台下，NXP官方已经实现好了I2C总线驱动，下面简单分析一下。
首先要找到设备树中关于I2C控制器的设备节点。打开imx6ull.dtsi文件，有如下内容：
1 i2c1: i2c@021a0000 {
2 #address-cells = <1>;
3 #size-cells = <0>;
4 compatible = "fsl,imx6ul-i2c", "fsl,imx21-i2c";
5 reg = <0x021a0000 0x4000>;
6 interrupts = <GIC_SPI 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
7 clocks = <&clks IMX6UL_CLK_I2C1>;
8 status = "disabled";
9 };
根据I2C1设备节点中的compatible属性值"fsl,imx6ul-i2c"和"fsl,imx21-i2c"，我们就可以在内核中找到相应的驱动文件，在Linux内核源码中搜索这两个字符串，可以找到驱动文件为drivers/i2c/busses/i2c-imx.c，有下面部分内容：
244 static struct platform_device_id imx_i2c_devtype[] = {
245 {
246 .name = "imx1-i2c",
247 .driver_data = (kernel_ulong_t)&imx1_i2c_hwdata,
248 }, {
249 .name = "imx21-i2c",
250 .driver_data = (kernel_ulong_t)&imx21_i2c_hwdata,
251 }, {
252 /* sentinel */
253 }
254 };
255 MODULE_DEVICE_TABLE(platform, imx_i2c_devtype);
256
257 static const struct of_device_id i2c_imx_dt_ids[] = {
258 {
.compatible = "fsl,imx1-i2c", .data = &imx1_i2c_hwdata, },
259 {
.compatible = "fsl,imx21-i2c", .data = &imx21_i2c_hwdata, },
260 {
.compatible = "fsl,vf610-i2c", .data = &vf610_i2c_hwdata, },
261 {
/* sentinel */ }
262 };
263 MODULE_DEVICE_TABLE(of, i2c_imx_dt_ids);
......
1119 static struct platform_driver i2c_imx_driver = {
1120 .probe = i2c_imx_probe,
1121 .remove = i2c_imx_remove,
1122 .driver = {
1123 .name = DRIVER_NAME,
1124 .owner = THIS_MODULE,
1125 .of_match_table = i2c_imx_dt_ids,
1126 .pm = IMX_I2C_PM,
1127 },
1128 .id_table = imx_i2c_devtype,
1129 };
1130
1131 static int __init i2c_adap_imx_init(void)
1132 {
1133 return platform_driver_register(&i2c_imx_driver);
1134 }
1135 subsys_initcall(i2c_adap_imx_init);
1136
1137 static void __exit i2c_adap_imx_exit(void)
1138 {
1139 platform_driver_unregister(&i2c_imx_driver);
1140 }
1141 module_exit(i2c_adap_imx_exit);
从上面代码可以看出I2C总线驱动的本质也是一个标准的platform驱动框架，所以说I2C总线驱动是基于platform框架实现的，相当于又封装了一层。
第 259 行，compatible属性值“fsl,imx21-i2c”，设备树中 i2c1 节点的 compatible 属性值就是与此匹配上的。因此 i2c-imx.c 文件就是 I.MX6U 的 I2C 适配器驱动文件。
第 1120 行，当设备和驱动匹配成功以后 i2c_imx_probe 函数就会执行，i2c_imx_probe 函数就会完成 I2C 适配器初始化工作。
i2c_imx_probe 函数部分内容如下所示：
971 static int i2c_imx_probe(struct platform_device *pdev)
972 {
973 const struct of_device_id *of_id =
974 of_match_device(i2c_imx_dt_ids, &pdev->dev);
975 struct imx_i2c_struct *i2c_imx;
976 struct resource *res;
977 struct imxi2c_platform_data *pdata = dev_get_platdata(&pdev->dev);
978 void __iomem *base;
979 int irq, ret;
980 dma_addr_t phy_addr;
981
982 dev_dbg(&pdev->dev, "<%s>\n", __func__);
983
984 irq = platform_get_irq(pdev, 0);
......
990 res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
991 base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);
992 if (IS_ERR(base))
993 return PTR_ERR(base);
994
995 phy_addr = (dma_addr_t)res->start;
996 i2c_imx = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*i2c_imx), GFP_KERNEL);
997 if (!i2c_imx)
998 return -ENOMEM;
999
1000 if (of_id)
1001 i2c_imx->hwdata = of_id->data;
1002 else
1003 i2c_imx->hwdata = (struct imx_i2c_hwdata *)
1004 platform_get_device_id(pdev)->driver_data;
1005
1006 /* Setup i2c_imx driver structure */
1007 strlcpy(i2c_imx->adapter.name, pdev->name,
sizeof(i2c_imx->adapter.name));
1008 i2c_imx->adapter.owner = THIS_MODULE;
1009 i2c_imx->adapter.algo = &i2c_imx_algo;
1010 i2c_imx->adapter.dev.parent = &pdev->dev;
1011 i2c_imx->adapter.nr = pdev->id;
1012 i2c_imx->adapter.dev.of_node = pdev->dev.of_node;
1013 i2c_imx->base = base;
1014
1015 /* Get I2C clock */
1016 i2c_imx->clk = devm_clk_get(&pdev->dev, NULL);
......
1022 ret = clk_prepare_enable(i2c_imx->clk);
......
1027 /* Request IRQ */
1028 ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, i2c_imx_isr,
1029 IRQF_NO_SUSPEND, pdev->name, i2c_imx);
......
1035 /* Init queue */
1036 init_waitqueue_head(&i2c_imx->queue);
1037
1038 /* Set up adapter data */
1039 i2c_set_adapdata(&i2c_imx->adapter, i2c_imx);
1040
1041 /* Set up clock divider */
1042 i2c_imx->bitrate = IMX_I2C_BIT_RATE;
1043 ret = of_property_read_u32(pdev->dev.of_node,
1044 "clock-frequency", &i2c_imx->bitrate);
1045 if (ret < 0 && pdata && pdata->bitrate)
1046 i2c_imx->bitrate = pdata->bitrate;
1047
1048 /* Set up chip registers to defaults */
1049 imx_i2c_write_reg(i2c_imx->hwdata->i2cr_ien_opcode ^ I2CR_IEN,
1050 i2c_imx, IMX_I2C_I2CR);
1051 imx_i2c_write_reg(i2c_imx->hwdata->i2sr_clr_opcode, i2c_imx,
IMX_I2C_I2SR);
1052
1053 /* Add I2C adapter */
1054 ret = i2c_add_numbered_adapter(&i2c_imx->adapter);
1055 if (ret < 0) {
1056 dev_err(&pdev->dev, "registration failed\n");
1057 goto clk_disable;
1058 }
1059
1060 /* Set up platform driver data */
1061 platform_set_drvdata(pdev, i2c_imx);
1062 clk_disable_unprepare(i2c_imx->clk);
......
1070 /* Init DMA config if supported */
1071 i2c_imx_dma_request(i2c_imx, phy_addr);
1072
1073 return 0; /* Return OK */
1074
1075 clk_disable:
1076 clk_disable_unprepare(i2c_imx->clk);
1077 return ret;
1078 }
第 984 行，调用 platform_get_irq 函数获取中断号。
第 990~991 行，调用 platform_get_resource 函数从设备树中获取 I2C1 控制器寄存器物理基地址，也就是 0X021A0000。获取到寄存器基地址以后使用 devm_ioremap_resource 函数对其进行内存映射，得到可以在 Linux 内核中使用的虚拟地址。
第 996 行，NXP 使用 imx_i2c_struct 结构体来表示 I.MX 系列 SOC 的 I2C 控制器，这里使用 devm_kzalloc 函数来申请内存。
第 1008~1013 行，imx_i2c_struct 结构体要有个叫做 adapter 的成员变量，adapter 就是i2c_adapter，这里初始化i2c_adapter。第1009行设置i2c_adapter的algo成员变量为i2c_imx_algo，也就是设置 i2c_algorithm。
第 1028~1029 行，注册 I2C 控制器中断，中断服务函数为 i2c_imx_isr。
第 1042~1044 行，设置 I2C 频率默认为 IMX_I2C_BIT_RATE=100KHz，如果设备树节点设置了“clock-frequency”属性的话 I2C 频率就使用 clock-frequency 属性值。
第 1049~1051 行，设置 I2C1 控制的 I2CR 和 I2SR 寄存器。
第 1054 行，调用 i2c_add_numbered_adapter 函数向 Linux 内核注册 i2c_adapter。
第 1071 行，申请 DMA，看来 I.MX 的 I2C 适配器驱动采用了 DMA 方式。
i2c_imx_probe 函数主要的工作就是一下两点：
① 初始化 i2c_adapter，设置 i2c_algorithm 为 i2c_imx_algo，最后向 Linux 内核注册i2c_adapter。
② 初始化 I2C1 控制器的相关寄存器。
i2c_imx_algo 包含 I2C1 适配器与 I2C 设备的通信函数 master_xfer，i2c_imx_algo 结构体定义如下：
966 static struct i2c_algorithm i2c_imx_algo = {
967 .master_xfer = i2c_imx_xfer,
968 .functionality = i2c_imx_func,
969 };
我们先来看一下. functionality，functionality用于返回此I2C适配器支持什么样的通信协议，在这里 functionality 就是 i2c_imx_func 函数，i2c_imx_func 函数内容如下：
static u32 i2c_imx_func(struct i2c_adapter *adapter)
{
return I2C_FUNC_I2C | I2C_FUNC_SMBUS_EMUL
| I2C_FUNC_SMBUS_READ_BLOCK_DATA;
}
重点来看一下 i2c_imx_xfer 函数，因为最终就是通过此函数来完成与 I2C 设备通信的，此函数部分内容如下：
888 static int i2c_imx_xfer(struct i2c_adapter *adapter,
889 struct i2c_msg *msgs, int num)
890 {
891 unsigned int i, temp;
892 int result;
893 bool is_lastmsg = false;
894 struct imx_i2c_struct *i2c_imx = i2c_get_adapdata(adapter);
895
896 dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev, "<%s>\n", __func__);
897
898 /* Start I2C transfer */
899 result = i2c_imx_start(i2c_imx);
900 if (result)
901 goto fail0;
902
903 /* read/write data */
904 for (i = 0; i < num; i++) {
905 if (i == num - 1)
906 is_lastmsg = true;
907
908 if (i) {
909 dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev,
910 "<%s> repeated start\n", __func__);
911 temp = imx_i2c_read_reg(i2c_imx, IMX_I2C_I2CR);
912 temp |= I2CR_RSTA;
913 imx_i2c_write_reg(temp, i2c_imx, IMX_I2C_I2CR);
914 result = i2c_imx_bus_busy(i2c_imx, 1);
915 if (result)
916 goto fail0;
917 }
918 dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev,
919 "<%s> transfer message: %d\n", __func__, i);
920 /* write/read data */
......
938 if (msgs[i].flags & I2C_M_RD)
939 result = i2c_imx_read(i2c_imx, &msgs[i], is_lastmsg);
940 else {
941 if (i2c_imx->dma && msgs[i].len >= DMA_THRESHOLD)
942 result = i2c_imx_dma_write(i2c_imx, &msgs[i]);
943 else
944 result = i2c_imx_write(i2c_imx, &msgs[i]);
945 }
946 if (result)
947 goto fail0;
948 }
949
950 fail0:
951 /* Stop I2C transfer */
952 i2c_imx_stop(i2c_imx);
953
954 dev_dbg(&i2c_imx->adapter.dev, "<%s> exit with: %s: %d\n", __func__,
955 (result < 0) ? "error" : "success msg",
956 (result < 0) ? result : num);
957 return (result < 0) ? result : num;
958 }
第 899 行，调用 i2c_imx_start 函数开启 I2C 通信。
第 939 行，如果是从 I2C 设备读数据的话就调用 i2c_imx_read 函数。
第 941~945 行，向 I2C 设备写数据，如果要用 DMA 的话就使用 i2c_imx_dma_write 函数来完成写数据。如果不使用 DMA 的话就使用 i2c_imx_write 函数完成写数据。
第 952 行，I2C 通信完成以后调用 i2c_imx_stop 函数停止 I2C 通信。
i2c_imx_start、i2c_imx_read、i2c_imx_write 和 i2c_imx_stop 这些函数就是 I2C 寄存器的具体操作函数。
