Linux下的eeprom读写操作

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利用Linux内核自带的IIC总线驱动，按系统提供的框架，用ioctl方法对eeprom设备进行读写操作，并分别按单字节及多字节读写方式，对外提供函数接口，以供外部程序方便调用。

　　程序由3个文件组成，分别为头文件<eeprom_io.h>，函数实现文件<eeprom_io.c>，及测试程序<test.c>。
<eeprom_io.h>

/* **************************************************************************
 * File name:   eeprom_io.h
 * Function:    eeprom读写操作
 * Description: 利用系统提供的I2C总线驱动实现eeprom设备的读写方法,
 *              对外开放4个函数接口, 分别为:
 *              单字节写入函数: int eeprom_byte_write(u8 pos, u8 data)
 *              单字节读取函数: u8 eeprom_byte_read(u8 pos)
 *              多字节写入函数: int eeprom_page_write(u8 pos, u8 *data, int size)
 *              多字节读取函数: int eeprom_page_read(u8 pos, u8 *data, int size)
 * Author & Date: Joshua Chan, 2011/12/18
 * **************************************************************************/
#ifndef _EEPROM_IO_H
#define _EEPROM_IO_H#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>/* I2C总线ioctl方法所使用的结构体 */
typedef struct i2c_rdwr_ioctl_data ioctl_st;typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u32;/* eeprom的slave_address, 对于AT24C08, 容量为1024 bytes, 由于byte_address
   仅有8位, 只能表示0 ~ 255 bytes, 故此需在slave_address中分出2位来配合
   byte_address一起寻址, 而slave_address可以取值0x50, 0x51, 0x52, 0x53,
   配合byte_address刚好可以实现0 ~ 1023 bytes的寻址, 另外byte_address
   取值范围从0 ~ 255, 若大于255则按其值对256取余计算 */
enum eeprom_address {    eeprom_addr0 = 0x50,
    eeprom_addr1 = 0x51,
    eeprom_addr2 = 0x52,
    eeprom_addr3 = 0x53,
};#define DEV_PATH "/dev/i2c/0"  //设备文件路径
#define I2C_M_WR          0    //定义写标志
#define MAX_MSG_NR        2    //根据AT24C08手册, 最大消息数为2
#define EEPROM_BLOCK_SIZE 256  //每个block容量256 bytes
#define EEPROM_PAGE_SIZE  16   //AT24C08页大小为16字节
#define I2C_MSG_SIZE (sizeof(struct i2c_msg))/* 自定义eeprom参数结构体 */
typedef struct eeprom_data {    u8 slave_addr;
    u8 byte_addr;
    u8 len;
    u8 *buf;
} eeprom_st;/* 从eeprom的pos位置处读取1个字节
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   返回值为读取的字节数据 */
extern u8 eeprom_byte_read(u8 pos);/* 将1个字节数据写入eeprom的pos位置
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   @data: 待写入的字节数据 */
extern int eeprom_byte_write(u8 pos, u8 data);/* 从eeprom的pos位置开始读取size长度数据
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   @data: 接收数据的缓冲区
   @size: 待读取的数据长度, 取值范围为1 ~ 16 */
extern int eeprom_page_read(u8 pos, u8 *data, int size);/* 自eeprom的pos位置开始写入数据
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   @data: 待写入的数据
   @size: 待写入数据的长度, 取值范围为1 ~ 16 */
extern int eeprom_page_write(u8 pos, u8 *data, int size);#endif

<eeprom_io.c>

/* ***************************************************************************
 * File name:   eeprom_io.c
 * Function:    eeprom读写操作
 * Description: 利用系统提供的I2C总线驱动实现eeprom设备的读写方法,
 *              对外开放4个函数接口, 分别为:
 *              单字节写入函数: int eeprom_byte_write(u8 pos, u8 data)
 *              单字节读取函数: u8 eeprom_byte_read(u8 pos)
 *              多字节写入函数: int eeprom_page_write(u8 pos, u8 *data, int size)
 *              多字节读取函数: int eeprom_page_read(u8 pos, u8 *data, int size)
 * Author & Date: Joshua Chan, 2011/12/18
 * **************************************************************************/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include "eeprom_io.h"/* 对设备进行初始化设置, 设置超时时间及重发次数, 参数为设备文件描述符 */
static int eeprom_init(int fd)
{    ioctl(fd, I2C_TIMEOUT, 4);
    ioctl(fd, I2C_RETRIES, 2);
    return 0;
}/* 初始化一个ioctl_st结构, 并预分配空间 */
static ioctl_st *ioctl_st_init(void)
{    ioctl_st *iocs;    iocs = malloc(sizeof(ioctl_st));
    if (!(iocs)) {        perror("malloc iocs:");
        return NULL;
    }    iocs->msgs = malloc(I2C_MSG_SIZE * MAX_MSG_NR);
    if (!(iocs->msgs)) {        perror("malloc iocs->msgs");
        return NULL;
    }    iocs->msgs[0].buf = malloc(EEPROM_PAGE_SIZE + 1);
    if (!(iocs->msgs[0].buf)) {        perror("malloc iocs->msgs[0].buf");
        return NULL;
    }    iocs->msgs[1].buf = malloc(EEPROM_PAGE_SIZE + 1);
    if (!(iocs->msgs[1].buf)) {        perror("malloc iocs->msgs[1].buf");
        return NULL;
    }    return iocs;
}/* 销毁ioctl_st结构, 释放空间 */
static void ioctl_st_release(ioctl_st *iocs)
{    free(iocs->msgs[0].buf);
    free(iocs->msgs[1].buf);
    free(iocs->msgs);
    free(iocs);
}/* 根据eeprom_st结构生成page_read时序所需的ioctl_st结构 */
static void page_read_st_gen(ioctl_st *iocs, eeprom_st *eeps)
{    int size = eeps->len;    iocs->nmsgs = 2;  //page_read需2次start信号    /* 第1次信号 */
    iocs->msgs[0].addr = eeps->slave_addr;  //填入slave_addr
    iocs->msgs[0].flags = I2C_M_WR;         //write标志
    iocs->msgs[0].len = 1;                  //信号长度1字节
    iocs->msgs[0].buf[0] = eeps->byte_addr; //填入byte_addr    /* 第2次信号 */
    iocs->msgs[1].addr = eeps->slave_addr;  //填入slave_addr
    iocs->msgs[1].flags = I2C_M_RD;         //read标志
    iocs->msgs[1].len = size;               //信号长度: 待读数据长度
    memset(iocs->msgs[1].buf, 0, size);     //先清零, 待读数据将自动存放于此
}/* 用ioctl方法从eeprom中读取数据 */
static int page_read(int fd, ioctl_st *iocs, eeprom_st *eeps)
{    int ret;
    int size = eeps->len;    page_read_st_gen(iocs, eeps);
    ret = ioctl(fd, I2C_RDWR, (u32)iocs);
    if (ret == -1) {        perror("ioctl");
        return ret;
    }    /* 将读取的数据从ioctl结构中复制到用户buf */
    memcpy(eeps->buf, iocs->msgs[1].buf, size);
    //    printf("read byte ioctl ret = %d\n", ret);    return ret;
}/* 从eeprom的pos位置开始读取size长度数据
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   @data: 接收数据的缓冲区
   @size: 待读取的数据长度, 取值范围为1 ~ 16 */
int eeprom_page_read(u8 pos, u8 *data, int size)
{    int fd;
    u8 *buf = data;
    eeprom_st eeps;
    ioctl_st *iocs = ioctl_st_init();    fd = open(DEV_PATH, O_RDONLY);
    if (fd < 0) {        perror("open eeprom");
        return 0;
    }    /* 判断要读取数据的长度size有效性 */
    if (size > 16)
        size = 16;
    else if (size < 1)
        return 0;    if (size > (EEPROM_BLOCK_SIZE - pos))
        size = EEPROM_BLOCK_SIZE - pos;    eeprom_init(fd);
    eeps.slave_addr = eeprom_addr0;
    eeps.byte_addr = pos;
    eeps.len = size;
    eeps.buf = buf;    page_read(fd, iocs, &eeps);
    ioctl_st_release(iocs);
    close(fd);    return size;
}/* 根据eeprom_st结构生成page_write时序所需的ioctl_st结构 */
static void page_write_st_gen(ioctl_st *iocs, eeprom_st *eeps)
{    int size = eeps->len;    iocs->nmsgs = 1;  //page_write只需1次start信号    iocs->msgs[0].addr = eeps->slave_addr;  //填入slave_addr
    iocs->msgs[0].flags = I2C_M_WR;         //write标志
    iocs->msgs[0].len = size + 1; //信号长度: 待写入数据长度 + byte_addr长度
    iocs->msgs[0].buf[0] = eeps->byte_addr; //第1字节为byte_addr
    memcpy((iocs->msgs[0].buf + 1), eeps->buf, size); //copy待写数据
}/* 用ioctl方法向eeprom中写入数据 */
static int page_write(int fd, ioctl_st *iocs, eeprom_st *eeps)
{    int ret;    page_write_st_gen(iocs, eeps);
    ret = ioctl(fd, I2C_RDWR, (u32)iocs);
    if (ret == -1) {        perror("ioctl");
        return ret;
    }    printf("write byte ioctl ret = %d\n", ret);    return ret;
}/* 自eeprom的pos位置开始写入数据
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   @data: 待写入的数据
   @size: 待写入数据的长度, 取值范围为1 ~ 16 */
int eeprom_page_write(u8 pos, u8 *data, int size)
{    int fd;
    u8 *buf = data;
    eeprom_st eeps;
    ioctl_st *iocs = ioctl_st_init();    fd = open(DEV_PATH, O_WRONLY);
    if (fd < 0) {        perror("open eeprom");
        return 0;
    }    /* 判断要读取数据的长度size有效性 */
    if (size > 16)
        size = 16;
    else if (size < 1)
        return 0;    if (size > (EEPROM_BLOCK_SIZE - pos))
        size = EEPROM_BLOCK_SIZE - pos;    eeprom_init(fd);
    eeps.slave_addr = eeprom_addr0;
    eeps.byte_addr = pos;
    eeps.len = size;
    eeps.buf = buf;    page_write(fd, iocs, &eeps);
    ioctl_st_release(iocs);
    close(fd);    return size;
}/* 从eeprom的pos位置处读取1个字节
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   返回值为读取的字节数据 */
u8 eeprom_byte_read(u8 pos)
{    u8 buf;
    eeprom_page_read(pos, &buf, 1);    return buf;
}/* 将1个字节数据写入eeprom的pos位置
   @pos: eeprom的byte_address, 取值范围为0 ~ 255
   @data: 待写入的字节数据 */
int eeprom_byte_write(u8 pos, u8 data)
{    int ret;
    u8 buf = data;
    ret = eeprom_page_write(pos, &buf, 1);    return ret;
}

<test.c>

/* *************************************************************
 * File name:   eeprom_test.c
 * Function:    eeprom读写操作
 * Description: eeprom读写操作测试程序
 * Author & Date: Joshua Chan, 2011/12/18
 * *************************************************************/
#include "eeprom_io.h"int main(int argc, char *argv[])
{    u8 pos = 3;
    u8 data[5] = {32, 15, 99, 250, 6};    eeprom_byte_write(pos, data[0]);  //单字节写操作    data[0] = eeprom_byte_read(pos);  //单字节读操作    eeprom_page_write(pos, data, 5);  //多字节写操作    eeprom_page_read(pos, data, 5);   //多字节读操作    return 0;
}

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