在Linux项目中，如果出现硬件硬件I2C不够用的情况下，我们就可以通过GPIO模拟I2C来解决。
Lnux内核的i2c-gpio是使用GPIO模拟I2C协议的驱动，在内核中已经实现了，我们要做的只需要配置2个GPIO（SDA和SCL）即可。
i2c-gpio的大致框架如下：
i2c-gpio.c：
i2c-algo-bit.c：
注册成功后，"i2c-dev"驱动就会自动创建对应的"/dev/i2c-x"字符设备，然后我们就可以在应用层和驱动层操作该总线。
在对应的板级deconfig文件中，设置CONFIG_I2C_GPIO=y。
对应的选项为：
Device Drivers->
I2C support --->
I2C Hardware Bus support --->
<*> GPIO-based bitbanging I2C
确认配置后，i2c-gpio相关驱动就会被编译进内核。
arch/arm/boot/dts/imx6ul.dtsi。
aliases的别名编号配置adapter->nr总线编号。注册成功后，会创建/dev/i2c-4设备。
i2c-gpio.c里面定义好的，必须这么写才可以。i2c5:i2c5_gpio {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
compatible = "i2c-gpio";
gpios = <&gpio1 29 GPIO_ACTIVE_HIGH>, /* sda */
<&gpio1 28 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* scl */
i2c-gpio,delay-us = <5>; /* ~100 kHz */
status = "disabled";
};
of_i2c_gpio_get_props函数中，解析是否有定义open drain相关属性。如下：
i2c-gpio,sda-open-drain和i2c-gpio,scl-open-drain属性后，说明是其它子系统已经将该GPIO配置成开漏输出了，这里不再进行开漏的配置。如果dts里面不定义，就启动GPIOD_OUT_HIGH_OPEN_DRAIN配置GPIO。所以，我这里并没有定义该属性，需要它在这里配置为开漏。
ap3216c设备。&i2c5 {
status = "okay";
ap3216c@1e {
compatible = "lite-on,ap3216c";
reg = <0x1e>;
};
};
重新编译烧录固件后，这里新增了/dev/i2c-4总线设备，它就是我们新增的GPIO模拟I2C总线设备。
使用i2c_tools测试该总线，可以正常的识别到设备，说明移植已经成功了。（备注：需要了解i2c_tools使用的，可以参考这篇博客《【I2C】基于Linux移植i2c-tool工具》）
前面已经提到i2c-gpio.c驱动主要是3个功能：
在probe函数中会调用of_i2c_gpio_get_props函数来解析相关属性：
i2c-gpio,delay-us：配置每个bit的使用时间，也就是I2C通信时Clock的频率。i2c-gpio,timeout-ms：配置i2c通信时的超时时间，如果超过这个时间没有收到ack，说明通信失败。i2c-gpio,sda-open-drain：是否有在其它子系统里面定义了sda gpio为开漏模式，如果有就定义该属性。i2c-gpio,scl-open-drain：是否有在其它子系统里面定义了scl gpio为开漏模式，如果有就定义该属性。i2c-gpio,scl-output-only：配置scl gpio只支持输出模式，不支持输入模式。具体代码如下：
static void of_i2c_gpio_get_props(struct device_node *np,
struct i2c_gpio_platform_data *pdata)
{
u32 reg;
of_property_read_u32(np, "i2c-gpio,delay-us", &pdata->udelay);
if (!of_property_read_u32(np, "i2c-gpio,timeout-ms", ®))
pdata->timeout = msecs_to_jiffies(reg);
pdata->sda_is_open_drain =
of_property_read_bool(np, "i2c-gpio,sda-open-drain");
pdata->scl_is_open_drain =
of_property_read_bool(np, "i2c-gpio,scl-open-drain");
pdata->scl_is_output_only =
of_property_read_bool(np, "i2c-gpio,scl-output-only");
}
通过i2c_gpio_get_desc解析dts设备树文件里面定义gpios配置：
gpios = <&gpio1 29 GPIO_ACTIVE_HIGH>, <&gpio1 28 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
具体代码如下：
if (pdata->sda_is_open_drain)
gflags = GPIOD_OUT_HIGH;
else
gflags = GPIOD_OUT_HIGH_OPEN_DRAIN;
priv->sda = i2c_gpio_get_desc(dev, "sda", 0, gflags);
if (IS_ERR(priv->sda))
return PTR_ERR(priv->sda);
if (pdata->scl_is_open_drain)
gflags = GPIOD_OUT_HIGH;
else
gflags = GPIOD_OUT_HIGH_OPEN_DRAIN;
priv->scl = i2c_gpio_get_desc(dev, "scl", 1, gflags);
配置操作SDA和SCL 2个GPIO的函数接口，后面可以通过它设置和获取GPIO的高低电平，具体代码如下：
bit_data->setsda = i2c_gpio_setsda_val;
bit_data->setscl = i2c_gpio_setscl_val;
if (!pdata->scl_is_output_only)
bit_data->getscl = i2c_gpio_getscl;
bit_data->getsda = i2c_gpio_getsda;
将配置好struct i2c_adapter的信息注册到i2c-algo-bit.c驱动中，具体代码如下：
adap->algo_data = bit_data;
adap->class = I2C_CLASS_HWMON | I2C_CLASS_SPD;
adap->dev.parent = dev;
adap->dev.of_node = np;
adap->nr = pdev->id; // 其实这里adapter的编号是-1，真正的编号是后面注册时aliases获取的。前面已经有分析。
ret = i2c_bit_add_numbered_bus(adap);
前面已经提到i2c-algo-bit.c驱动主要是2个功能：
在__i2c_bit_add_bus函数中会这一个i2c_bit_algo算法接口，我们使用i2c_transfer收发数据时，最终都会调用到i2c_bit_algo的bit_xfer函数收发数据。
const struct i2c_algorithm i2c_bit_algo = {
.master_xfer = bit_xfer,
.master_xfer_atomic = bit_xfer_atomic,
.functionality = bit_func,
};
adap->algo = &i2c_bit_algo;
代码里面定义了很多模拟i2c时序的函数，就算我们自己写GPIO模拟I2C驱动，也都必须实现这些函数。
向I2C Core注册一个adapter，注册成功后，"i2c-dev"驱动就会自动创建对应的"/dev/i2c-x"字符设备，然后我们就可以在应用层和驱动层操作该总线。具体代码如下：
static int __i2c_bit_add_bus(struct i2c_adapter *adap,
int (*add_adapter)(struct i2c_adapter *))
{
...
ret = add_adapter(adap);
if (ret < 0)
return ret;
return 0;
}
int i2c_bit_add_numbered_bus(struct i2c_adapter *adap)
{
return __i2c_bit_add_bus(adap, i2c_add_numbered_adapter);
}
Linux内核驱动：gpio模拟i2c驱动：
https://blog.csdn.net/landishu/article/details/118441943