linux - 为什么 linux 不支持基于重复启动的 i2c 操作？

Question

我想从需要多次启动操作才能读取其寄存器值的 i2c 从机读取。

在某种程度上，我在 Linux 内核 3.18.21 中跟踪了 I2C 驱动程序，我发现它不支持多启动操作，而且我无法从这个 I2C 从设备(以太网供电管理器 PD69104B1)读取数据。

如果此 i2c 从设备或任何其他需要，我仍在寻找扩展驱动程序的方法。

我使用 i2c-tools 3.2.1。我努力

$ i2cdump -y 0 0x20 

但我可以看到相同的值，这意味着它每次都首先读取寄存器。

$ i2cget -y 0 0x20 0x12

或任何其他寄存器地址返回与第一个寄存器相同的值。

本slave支持两种读操作:

• byte read-write address get its value but this need multi start
• block 读取 - 开始读取，i2c 从机将按顺序给出寄存器值，如 0x00 0x01....(第一个寄存器，第二个，第三个，第四个....等)

我尝试了所有可能的方法:

• i2c_smbus_access()
• i2c_smbus_write_byte()
• i2c_smbus_read_block_data()
• write()
• 读取()

但大多数时候 i2c 总线会进入超时错误和挂起情况。

有人知道如何在 Linux 中实现这一点吗？

更新0:

此 I2C 从设备需要独特的读取周期:

• 方向改变:S Addr Wr [A] RegAddress [A] S Addr Rd [A] [RegValue] P

• 短读:S Addr Rd [A] [RegValue] P

这里从 i2c slave 返回的最后一个值不期望 ACK。

我尝试使用 I2C_M_NO_RD_ACK 但没有太大帮助。我读取了一些值，然后得到 FF。

这个 POE I2C 从机在 SCL 上有 14ms 的 i2c 超时，这有点值得怀疑。这看起来像 i2c 非标准，因为 i2c 可以在 0HZ 上工作，即 SCL 可以由主机根据需要拉伸(stretch)。 Linux 绝对不是实时操作系统，因此无法保证实现此超时，并且可能会发生 i2c 从属 SCL 超时重置。这就是我目前的结论!

使用的 I2C 消息符号来自: https://www.kernel.org/doc/Documentation/i2c/i2c-protocol

Answer 1

why repeated start based i2c operation are not supported in linux?

事实上，它们是受支持的。

如果您正在寻找一种在用户空间中执行重复启动条件的方法，您可能需要使用I2C_RDWR执行ioctl() > 请求，如描述的那样here (请参阅原始问题中的最后一个代码片段)和 here (有问题的代码)。

下面描述了在内核空间中执行重复启动的方法。

---

在 Linux 内核中，I2C 读取操作 repeated start condition默认情况下对组合(写/读)消息执行。

这是一个如何执行组合 I2C 传输的示例:

/**
 * Read set of registers via I2C using "repeated start" condition.
 *
 * Two I2C messages are being sent by this function:
 *   1. I2C write operation (write register address) with no STOP bit in the end
 *   2. I2C read operation
 *
 * @client: I2C client structure
 * @reg: register address (subaddress)
 * @len: bytes count to read
 * @buf: buffer which will contain read data
 *
 * Returns 0 on success or negative value on error.
 */
static int i2c_read_regs(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 len, u8 *buf)
{
    int ret;
    struct i2c_msg msg[2] = {
        {
            .addr = client->addr,
            .len = 1,
            .buf = &reg,
        },
        {
            .addr = client->addr,
            .flags = I2C_M_RD,
            .len = len,
            .buf = buf,
        }
    };

    ret = i2c_transfer(client->adapter, msg, 2);
    if (ret < 0) {
        dev_err(&client->dev, "I2C read failed\n");
        return ret;
    }

    return 0;
}

要仅读取 1 个字节(单个寄存器值)，您可以使用下一个辅助函数:

/**
 * Read one register via I2C using "repeated start" condition.
 *
 * @client: I2C client structure
 * @reg: register address (subaddress)
 * @val: variable to store read value
 *
 * Returns 0 on success or negative value on error.
 */
static int i2c_read_reg(struct i2c_client *client, u8 reg, u8 *val)
{
    return i2c_read_regs(client, reg, 1, val);
}

下面是 i2c_read_regs(client, reg, 1, val) 调用的说明:

• 设备地址为client->addr
• 注册地址是reg
• 1表示我们要读取1个字节的数据(图中粉色矩形)
• 读取数据将驻留在val

---

注意:如果您的 I2C Controller (或其驱动程序)不支持组合消息中的重复启动，您仍然可以使用 I2C 的 bit-bang 实现，即 i2c-gpio 驱动程序。

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如果没有任何效果，您可以在万不得已的情况下尝试下一步。出于某种原因，我不太记得了，为了重复启动工作，我需要将 I2C_M_NOSTART 添加到第一条消息的 .flags 中，如下所示:

struct i2c_msg msg[2] = {
    {
        .addr = client->addr,
        .flags = I2C_M_NOSTART,
        .len = 1,
        .buf = &reg,
    },
    {
        .addr = client->addr,
        .flags = I2C_M_RD,
        .len = len,
        .buf = buf,
    }
};

如 Documentation/i2c/i2c-protocol 中所述:

If you set the I2C_M_NOSTART variable for the first partial message, we do not generate Addr, but we do generate the startbit S.

---

引用资料:

[1] I2C on STLinux