Цель I2C_SLAVE ioctl

Я пишу код для реализации простой функции чтения/записи i2c, используя общий драйвер linux i2c linux/i2c-dev.h

Я запутался в ioctl: I2C_SLAVE

Документация ядра гласит следующее:

Вы можете выполнять простые транзакции i2c, используя вызовы read (2) и write (2). Вам не нужно передавать адресный байт; вместо этого установите его ioctl I2C_SLAVE перед попыткой доступа к устройству

Однако я использую ioctl I2C_RDWR, где я снова устанавливаю подчиненный адрес, используя i2c_msg.addr.

В документации ядра также упоминается следующее:

Некоторые вызовы ioctl() предназначены для административных задач и обрабатываются i2c-dev напрямую. Примеры включают I2C_SLAVE

Так нужно использовать ioctl I2C_SLAVE? Если это так, мне нужно установить его только один раз или каждый раз, когда я выполняю чтение и запись?

Если бы у меня было устройство i2c, я мог бы просто протестировать код на устройстве и не стал бы беспокоить вас, ребята, но, к сожалению, у меня его нет сейчас.

Спасибо за помощь.

Ответ 1

Существует три основных способа взаимодействия с устройствами i2c из пользовательского пространства.

1. IOCTL I2C_RDWR

Этот метод допускает одновременное чтение/запись и отправку непрерывной последовательности сообщений. Не все устройства i2c поддерживают этот метод.

Перед выполнением I2C_FUNCS с помощью этого метода следует проверить, поддерживает ли устройство этот метод, с помощью операции ioctl I2C_FUNCS.

Используя этот метод, вам не нужно выполнять операцию ioctl I2C_SLAVE - она выполняется за кулисами с использованием информации, встроенной в сообщения.

2. IOCTL SMBUS

Этот метод ввода/вывода является более мощным, но полученный код является более подробным. Этот метод можно использовать, если устройство не поддерживает метод I2C_RDWR.

Используя этот метод, вам необходимо выполнить операцию ioctl I2C_SLAVE (или, если устройство занято, операцию I2C_SLAVE_FORCE).

3. SYSFS I/O

Этот метод использует базовые системные вызовы ввода/вывода файлов read() и write(). Непрерывные последовательные операции невозможны при использовании этого метода. Этот метод можно использовать, если устройство не поддерживает метод I2C_RDWR.

Я не могу вспомнить ни одной ситуации, когда этот метод был бы предпочтительнее других, если только вам не нужно обрабатывать чип как файл.

Полный пример IOCTL

Я не тестировал этот пример, но он показывает концептуальный поток записи на устройство i2c. Автоматически определяет, использовать ли ioctl I2C_RDWR или технику smbus.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

#include <errno.h>
#include <string.h>

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define I2C_ADAPTER "/dev/i2c-0"
#define I2C_DEVICE  0x00

int i2c_ioctl_write (int fd, uint8_t dev, uint8_t regaddr, uint16_t *data, size_t size)
{
    int i, j = 0;
    int ret;
    uint8_t *buf;
    // the extra byte is for the regaddr
    size_t buff_size = 1 + size;

    buf = malloc(buff_size);
    if (buf == NULL) {
        return -ENOMEM;
    }

    buf[j ++] = regaddr;
    for (i = 0; i < size / sizeof(uint16_t); i ++) {
        buf[j ++] = (data[i] & 0xff00) >> 8;
        buf[j ++] = data[i] & 0xff;
    }

    struct i2c_msg messages[] = {
        {
            .addr = dev,
            .buf = buf,
            .len = buff_size,
        },
    };

    struct i2c_rdwr_ioctl_data payload = {
        .msgs = messages,
        .nmsgs = sizeof(messages) / sizeof(messages[0]),
    };

    ret = ioctl(fd, I2C_RDWR, &payload);
    if (ret < 0) {
        ret = -errno;
    }

    free (buf);
    return ret;
}

int i2c_ioctl_smbus_write (int fd, uint8_t dev, uint8_t regaddr, uint16_t *data, size_t size)
{
    int i, j = 0;
    int ret;
    uint8_t *buf;

    buf = malloc(size);
    if (buf == NULL) {
        return -ENOMEM;
    }

    for (i = 0; i < size / sizeof(uint16_t); i ++) {
        buf[j ++] = (data[i] & 0xff00) >> 8;
        buf[j ++] = data[i] & 0xff;
    }

    struct i2c_smbus_ioctl_data payload = {
        .read_write = I2C_SMBUS_WRITE,
        .size = I2C_SMBUS_WORD_DATA,
        .command = regaddr,
        .data = (void *) buf,
    };

    ret = ioctl (fd, I2C_SLAVE_FORCE, dev);
    if (ret < 0)
    {
        ret = -errno;
        goto exit;
    }

    ret = ioctl (fd, I2C_SMBUS, &payload);
    if (ret < 0)
    {
        ret = -errno;
        goto exit;
    }

exit:
    free(buf);
    return ret;
}

int i2c_write (int fd, uint8_t dev, uint8_t regaddr, uint16_t *data, size_t size)
{
    unsigned long funcs;

    if (ioctl(fd, I2C_FUNCS, &funcs) < 0) {
        return -errno;
    }

    if (funcs & I2C_FUNC_I2C) {
        return i2c_ioctl_write (fd, dev, regaddr, data, size);
    } else if (funcs & I2C_FUNC_SMBUS_WORD_DATA) {
        return i2c_ioctl_smbus_write (fd, dev, regaddr, data, size);
    } else {
        return -ENOSYS;
    }
}

int parse_args (uint8_t *regaddr, uint16_t *data, size_t size, char *argv[])
{
    char *endptr;
    int i;

    *regaddr = (uint8_t) strtol(argv[1], &endptr, 0);
    if (errno || endptr == argv[1]) {
        return -1;
    }

    for (i = 0; i < size / sizeof(uint16_t); i ++) {
        data[i] = (uint16_t) strtol(argv[i + 2], &endptr, 0);
        if (errno || endptr == argv[i + 2]) {
            return -1;
        }
    }

    return 0;
}

void usage (int argc, char *argv[])
{
    fprintf(stderr, "Usage: %s regaddr data [data]*\n", argv[0]);
    fprintf(stderr, "  regaddr   The 8-bit register address to write to.\n");
    fprintf(stderr, "  data      The 16-bit data to be written.\n");
    exit(-1);
}

int main (int argc, char *argv[])
{
    uint8_t regaddr;
    uint16_t *data;
    size_t size;
    int fd;
    int ret = 0;

    if (argc < 3) {
        usage(argc, argv);
    }

    size = (argc - 2) * sizeof(uint16_t);
    data = malloc(size);
    if (data == NULL) {
        fprintf (stderr, "%s.\n", strerror(ENOMEM));
        return -ENOMEM;
    }

    if (parse_args(&regaddr, data, size, argv) != 0) {
        free(data);
        usage(argc, argv);
    }

    fd = open(I2C_ADAPTER, O_RDWR | O_NONBLOCK);
    ret = i2c_write(fd, I2C_DEVICE, regaddr, data);
    close(fd);

    if (ret) {
        fprintf (stderr, "%s.\n", strerror(-ret));
    }

    free(data);

    return ret;
}

Ответ 2

Я не уверен, что это помогает, потому что я не использую ioctl I2C_RDWR, но с успехом использовал следующий код:

int fd;
fd = open("/dev/i2c-5", O_RDWR);
ioctl(fd, I2C_SLAVE_FORCE, 0x20);
i2c_smbus_write_word_data(fd, ___, ___);
i2c_smbus_read_word_data(fd, ___);

Все, что я делаю, устанавливается в начале I2C_SLAVE_FORCE, и я могу читать и писать столько, сколько захочу после этого.

PS - Это всего лишь образец кода, и, очевидно, вы должны проверить возврат всех этих функций. Я использую этот код для связи с цифровой микросхемой ввода-вывода. Две функции i2c_ * - это просто оболочки, которые вызывают ioctl (fd, I2C_SMBUS, & args); где args - тип struct i2c_smbus_ioctl_data.

Ответ 3

Если вы используете методы read() и write(), достаточно вызвать один раз ioctl с I2C_SLAVE. Вы также можете использовать I2C_SLAVE_FORCE, если устройство уже используется.

Однако я еще не нашел последовательного способа чтения определенных регистров для каждого устройства с использованием методов read()/write().

Ответ 4

Для интересующихся SLAVE_FORCE используется, когда рассматриваемое устройство уже управляется драйвером ядра. (i2cdetect покажет UU для этого адреса)