Linux I2C 從裝置測試單元后端¶

作者：Wolfram Sang <wsa@sang-engineering.com>，2020 年

此後端可用於觸發 I2C 匯流排主裝置的測試用例，這些用例需要具有特定功能的遠端裝置（且這些裝置通常不易獲得）。示例包括多主裝置測試和 SMBus 主機通知測試。對於某些測試，I2C 從裝置控制器必須能夠在主模式和從模式之間切換，因為它也需要傳送資料。

請注意，此裝置用於測試和除錯。它不應在生產版本中啟用。儘管存在一些版本控制並且我們努力保持向後相容性，但無法保證穩定的 ABI！

例項化裝置是常規操作。例如，對於匯流排 0，地址 0x30

# echo "slave-testunit 0x1030" > /sys/bus/i2c/devices/i2c-0/new_device

或者使用韌體節點。這是一個裝置樹示例（請注意，這只是一個除錯裝置，因此沒有官方的 DT 繫結）

&i2c0 {
      ...

      testunit@30 {
              compatible = "slave-testunit";
              reg = <(0x30 | I2C_OWN_SLAVE_ADDRESS)>;
      };
};

之後，裝置將開始監聽。讀取將返回一個位元組。如果測試單元空閒，其值為 0，否則為當前執行命令的命令號。

寫入時，裝置由 4 個 8 位暫存器組成，除了一些“部分”命令外，所有暫存器都必須寫入才能啟動測試用例，即通常向裝置寫入 4 位元組資料。這些暫存器是

偏移	名稱	描述
0x00	CMD	觸發哪個測試
0x01	DATAL	測試的配置位元組 1
0x02	DATAH	測試的配置位元組 2
0x03	DELAY	測試啟動前延遲 n * 10 毫秒

使用 i2c-tools 包中的 ‘i2cset’ 命令，通用命令格式如下

# i2cset -y <bus_num> <testunit_address> <CMD> <DATAL> <DATAH> <DELAY> i

DELAY 是一個通用引數，它將延遲 CMD 中測試的執行。當一個命令正在執行（包括延遲）時，新命令將不會被確認。您需要等待舊命令完成。

命令將在以下部分中描述。無效命令將導致傳輸不被確認。

命令¶

0x00 NOOP¶

保留供將來使用。

0x01 READ_BYTES¶

CMD	DATAL	DATAH	DELAY
0x01	要讀取資料的地址（低 7 位，最高位目前未使用）	要讀取的位元組數	n * 10 毫秒

也需要主模式。這對於測試您的匯流排主驅動程式是否正確處理多主模式很有用。您可以觸發測試單元從總線上的另一個裝置讀取位元組。如果正在測試的匯流排主裝置也想同時訪問匯流排，則匯流排將處於忙碌狀態。示例：延遲 50 毫秒後從裝置 0x50 讀取 128 位元組

# i2cset -y 0 0x30 1 0x50 0x80 5 i

0x02 SMBUS_HOST_NOTIFY¶

CMD	DATAL	DATAH	DELAY
0x02	要傳送的狀態字的低位元組	要傳送的狀態字的高位元組	n * 10 毫秒

也需要主模式。此測試將向主機發送一個 SMBUS_HOST_NOTIFY 訊息。請注意，目前 Linux 核心中會忽略狀態字。示例：延遲 10 毫秒後傳送狀態字為 0x6442 的通知

# i2cset -y 0 0x30 2 0x42 0x64 1 i

如果主機控制器支援 HostNotify，則應出現此除錯級別的訊息（Linux 6.11 及更高版本）

Detected HostNotify from address 0x30

0x03 SMBUS_BLOCK_PROC_CALL¶

CMD	DATAL	DATAH	DELAY
0x03	0x01（即會寫入一個額外位元組）	要傳送回的位元組數	省略，部分命令！

部分命令。此測試將響應 SMBus 規範中定義的塊程序呼叫。寫入的一個數據位元組指定在隨後的讀取傳輸中將返回多少位元組。請注意，在此讀取傳輸中，測試單元將預置後續位元組的長度。因此，如果您的主機匯流排驅動程式像大多數驅動程式一樣模擬 SMBus 呼叫，它需要支援 i2c_msg 的 I2C_M_RECV_LEN 標誌。這是一個很好的測試用例。返回的資料首先包含長度，然後是一個從 length-1 到 0 的位元組陣列。以下是使用 i2ctransfer 模擬 i2c_smbus_block_process_call() 的示例（您需要 i2c-tools v4.2 或更高版本）

# i2ctransfer -y 0 w3@0x30 3 1 0x10 r?
0x10 0x0f 0x0e 0x0d 0x0c 0x0b 0x0a 0x09 0x08 0x07 0x06 0x05 0x04 0x03 0x02 0x01 0x00

0x04 GET_VERSION_WITH_REP_START¶

CMD	DATAL	DATAH	DELAY
0x04	目前未使用	目前未使用	省略，部分命令！

部分命令。傳送此命令後，測試單元將回復一個讀取訊息，該訊息包含一個基於 UTS_RELEASE 的以 NUL 結尾的版本字串。第一個字元始終是 'v'，版本字串的最大長度為 128 位元組。但是，它只會在讀取訊息透過重複啟動與寫入訊息連線時才響應。如果您的控制器驅動程式正確處理重複啟動，這將起作用

# i2ctransfer -y 0 w3@0x30 4 0 0 r128
0x76 0x36 0x2e 0x31 0x31 0x2e 0x30 0x2d 0x72 0x63 0x31 0x2d 0x30 0x30 0x30 0x30 ...

如果您有 i2c-tools 4.4 或更高版本，您可以立即打印出資料

# i2ctransfer -y -b 0 w3@0x30 4 0 0 r128
v6.11.0-rc1-00009-gd37a1b4d3fd0

兩條訊息之間的 STOP/START 組合將不起作用，因為它們不等同於重複啟動（REPEATED START）。例如，這隻會返回預設響應

# i2cset -y 0 0x30 4 0 0 i; i2cget -y 0 0x30
0x00

0x05 SMBUS_ALERT_REQUEST¶

CMD	DATAL	DATAH	DELAY
0x05	響應值（7 個最高有效位被解釋為 I2C 地址）	目前未使用	n * 10 毫秒

此測試透過 SMBAlert 引腳觸發中斷，主機控制器必須處理該中斷。該引腳必須作為 GPIO 連線到測試單元。GPIO 訪問不允許休眠。目前，這隻能使用韌體節點來描述。因此，對於裝置樹，您可以在測試單元節點中新增類似如下的內容

gpios = <&gpio1 24 GPIO_ACTIVE_LOW>;

以下命令將在延遲 1 秒後觸發警報，響應值為 0xc9

# i2cset -y 0 0x30 5 0xc9 0x00 100 i

如果主機控制器支援 SMBusAlert，則應出現此除錯級別的訊息

smbus_alert 0-000c: SMBALERT# from dev 0x64, flag 1

此訊息可能會出現多次，因為測試單元是軟體而非硬體，因此可能無法足夠快地響應主機的應答。但是，中斷計數應只增加一次

# cat /proc/interrupts | grep smbus_alert
 93:          1  gpio-rcar  26 Edge      smbus_alert

如果主機在 1 秒內未響應警報，則測試將中止，測試單元將報告錯誤。

對於此測試，測試單元將暫時放棄其分配的地址，並在 SMBus 警報響應地址 (0x0c) 上監聽。之後它將重新分配其原始地址。

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