1 Linux I2C驱动架构
Linux下I2C驱动的架构图如下:

图1.1 Linux下I2C驱动架构
如上图所示,每条I2C总线会对应一个adapter,而每条I2C总线上则可以有多个 client,在linux kernel中,通过I2C core层将I2C client与I2C adapter关联起来,Linux 中I2C驱动代码位于drivers/i2c目录。
Linux中I2C可以分为三个层次,分别为I2C core层、I2C adapter driver层、I2C device driver层。
1.1 I2C core层
I2C core是用于维护Linux的I2C核心部分,提供了核心的数据结构,I2C适配器驱动和设备驱动的注册、注销管理等API,同时还提供了I2C总线读写访问的一般接口(具体的实现在与I2C控制器相关的I2C adapter中实现)。
该层为硬件平台无关层,向下屏蔽了物理总线适配器的差异,定义了统一的访问策略和接口;向上则提供了统一的接口,以便I2C设备驱动可以通过总线适配器进行数据收发。
Linux中,I2C core层的代码位于driver/i2c/ i2c-core.c。由于该层是平台无关层,本文将不再叙述,有兴趣可以查阅相关资料。
1.2 I2C adapter driver层
I2C adapter driver层即I2C适配器驱动层,每种处理器平台都有自己的适配器驱动,属于平台移植相关层。它的职责是为系统中每条I2C总线实现相应的读写方法。但是适配器驱动本身并不会进行任何的通讯,而是等待设备驱动调用其函数。
在系统开机时,I2C适配器驱动被首先装载。一个适配器驱动用于支持一条特定的I2C总线的读写。一个适配器驱动通常需要两个模块,一个struct i2c_adapter和一个struct i2c_algorithm来描述。
i2c adapter 构造一个对I2C core层接口的数据结构,并通过相应的接口函数向I2C core注册一个适配器。i2c_algorithm主要实现对I2C总线访问的算法,master_xfer和smbus_xfer即I2C adapter底层对I2C总线读写方法的实现,相关的数据结构如下:
主要就是master_xfer方法,其和具体的总线控制器相关,不同的CPU在实现上会有差异。
Algo是和底层硬件的接口,标识了具体的物理总线传输的实现。
Userspace_clients为使用该总线的client链表。
Nr为该适配器也就是某条I2C总线占据的全局编号。
bus_lock总线的互斥锁,防止总线冲突。
Linux中,I2C adapter driver层的代码位于drivers/i2c/busses目录,第3章会详细介绍该层的内容。