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RK3588 kernel-6.1/drivers/i2c/i2c-stub.c 功能详细分析

RK3588 kernel-6.1/drivers/i2c/i2c-stub.c 功能详细分析

1. 文档范围与说明

路径说明： 用户表述为「i2c-stub.c 目录」，实际为 单个源文件：

  • rk3588/kernel-6.1/drivers/i2c/i2c-stub.c（约 414 行）

编译关系：

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obj-$(CONFIG_I2C_STUB) += i2c-stub.o
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config I2C_STUB
    tristate "I2C/SMBus Test Stub"
    depends on m          # 仅能编译为模块，不能 built-in

文档保存路径： linuxDoc/drivers/i2c/

定位： 纯软件 I2C/SMBus 芯片模拟器（Test Stub）。注册一条 虚拟 i2c_adapter，在模块参数指定的 最多 10 个 7 位地址 上响应 SMBus 命令，数据保存在 内核内存数组 中，不连接任何硬件。用于 客户端驱动开发、回归测试、无实物传感器时的行为验证。

与 RK3588 的关系：

项目 说明
产品内核 rockchip_linux_defconfig 通常不包含 CONFIG_I2C_STUB
硬件 无；与 i2c-rk3x 等真实总线 独立
用途 开发机/CI 上 modprobe i2c-stub + 加载被测驱动；非量产路径

2. 功能总览

功能 实现 说明
虚拟总线 全局 stub_adapter 单条 adapter，i2c_add_adapter() 注册
SMBus 仿真 stub_xfer() 实现 algo->smbus_xfer，无 master_xfer
多芯片地址 chip_addr[] 模块参数 最多 10 个地址 (0x03–0x77)
寄存器模型 stub_chip.words[256] 每地址 256 个 16 位“寄存器”
指针自增 chip->pointer Byte/Byte Data 类操作模拟 EEPROM 连续读
存储体切换 bank_* 模块参数 可选 bank 寄存器与扩展地址空间
SMBus Block smbus_block_data 链表 需 functionality 开启 I2C_FUNC_SMBUS_BLOCK_DATA
能力掩码 functionality 模块参数 可裁剪支持的 SMBus 命令类型

3. 架构示意

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被测 i2c_driver (如 hwmon、PMIC 测试)
       │ i2c_smbus_read_byte_data() 等
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i2c-core-smbus.c → i2c_smbus_xfer()
       ▼
stub_adapter (虚拟)
       │ algo.smbus_xfer = stub_xfer
       ▼
内存: stub_chips[i].words[] / bank_words[] / smbus_blocks
       （无 SDA/SCL，无 rk3x）

特点：

  • 仅实现 smbus_xfer，无 master_xfer → 用户态 I2C_RDWR（i2c-dev）不可用；
  • class = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD，便于遗留 class 探测匹配；
  • 每次操作 dev_dbg 打日志（文档称可能刷屏）。

4. 模块参数

参数 类型 默认值 含义
chip_addr ushort[] 必须至少 1 个 模拟芯片的 7 位地址，最多 10 个
functionality ulong STUB_FUNC_DEFAULT 覆盖 stub_func() 返回值位掩码
bank_reg u8[] 0 选 bank 的寄存器号
bank_mask u8[] 0 bank 字段掩码（连续位假设）
bank_start u8[] — bank 区内寄存器起始
bank_end u8[] — bank 区内寄存器结束

4.1 默认 functionality

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#define STUB_FUNC_DEFAULT \
    (I2C_FUNC_SMBUS_QUICK | I2C_FUNC_SMBUS_BYTE | \
     I2C_FUNC_SMBUS_BYTE_DATA | I2C_FUNC_SMBUS_WORD_DATA | \
     I2C_FUNC_SMBUS_I2C_BLOCK)

#define STUB_FUNC_ALL (STUB_FUNC_DEFAULT | I2C_FUNC_SMBUS_BLOCK_DATA)
  • I2C_FUNC_SMBUS_BLOCK_DATA 默认关闭；需 modprobe 时设置 functionality 显式开启；
  • stub_func() 返回 STUB_FUNC_ALL & functionality。

4.2 加载示例

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modprobe i2c-stub chip_addr=0x48,0x49
i2cset -y <stub_bus_num> 0x48 0x00 0x1a
modprobe <被测驱动>

可用 i2c-tools 脚本 i2c-stub-from-dump 从芯片 dump 批量加载寄存器初值。

5. 核心数据结构

5.1 struct stub_chip（每地址一个）

  • pointer：SMBus 当前地址，支持自增读；
  • words[256]：主寄存器文件，字节操作用 低 8 位（符合 SMBus 规范）；
  • smbus_blocks：按 command 索引的 SMBus block 数据链表；
  • 可选 bank_words：多 bank 扩展寄存器。

5.2 SMBus block 语义

  • 写可部分更新；读返回历史上最大写长度 的数据；
  • 无先写直接读 → -EOPNOTSUPP。

6. stub_xfer() — SMBus 命令处理

根据 addr 匹配 chip_addr[]；未找到返回 -ENODEV。

size 行为摘要
QUICK 直接 ACK
BYTE 写设 pointer；读从 pointer++ 取 LSB
BYTE_DATA 读/写 words[command]；可切换 bank；pointer=command+1
WORD_DATA 读/写 16 位
I2C_BLOCK 连续访问 words[]（忽略 bank）
BLOCK_DATA 链表存 block；须先写后读
其它 -EOPNOTSUPP

6.1 Bank 机制

bank_mask[i] 非 0 时分配 bank_words：写 bank_reg 切换 bank_sel，[bank_start,bank_end] 范围内访问 bank 区。

7. 初始化与退出

init： 校验 chip_addr[0]、地址范围、分配 stub_chips、可选 bank、i2c_add_adapter(&stub_adapter)。

exit： i2c_del_adapter + 释放内存。

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static struct i2c_adapter stub_adapter = {
    .class = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD,
    .algo  = &smbus_algorithm,
    .name  = "SMBus stub driver",
};

8. 典型使用流程

  1. modprobe i2c-stub chip_addr=0x48
  2. i2cset 预加载寄存器
  3. modprobe 被测客户端驱动
  4. 观察 dmesg

注意： 驱动若轮询等待寄存器变化可能死锁，需 i2cset 解锁；高频日志可能丢失。

9. 与真实 I2C 对比（RK3588）

维度 i2c-stub i2c-rk3x + 真实设备
硬件 无 SoC I2C
API 仅 smbus_xfer master_xfer + SMBus 模拟
配置 CONFIG_I2C_STUB=m CONFIG_I2C_RK3X=y

10. RK3588 结论

  • 产品镜像 默认不包含；可选模块用于 驱动开发/CI；
  • 与 slave-eeprom/testunit（从机模拟）不同：stub 是 主机侧虚拟总线 + 内存寄存器；
  • 不能替代硬件联调。

11. 相关文档

文档版本：基于 rk3588/kernel-6.1 源码树 drivers/i2c/i2c-stub.c 分析。

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