RaspberrPi project source code
Guo Wenxue
6 days ago f7889e2ceddbc3e15ea4b5377d831f4432169f76
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
/*********************************************************************************
 *      Copyright:  (C) 2023 LingYun IoT System Studio
 *                  All rights reserved.
 *
 *       Filename:  at24c.c
 *    Description:  This file is AT24Cxx EEPROM code
 *
 *        Version:  1.0.0(10/08/23)
 *         Author:  Guo Wenxue <guowenxue@gmail.com>
 *      ChangeLog:  1, Release initial version on "10/08/23 17:52:00"
 *
 * Pin connection:
 *                 AT24Cxx                Raspberry Pi 40Pin
 *                   VCC      <----->      #Pin1(3.3V)
 *                   SDA      <----->      #Pin3(SDA, BCM GPIO2)
 *                   SCL      <----->      #Pin5(SCL, BCM GPIO3)
 *                   GND      <----->      GND
 *
 * /boot/config.txt:
 *                  dtoverlay=i2c1,pins_2_3
 *
 ********************************************************************************/
 
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <libgen.h>
#include <getopt.h>
#include <time.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
 
/*+----------------------+
 *|  EEPROM Information  |
 *+----------------------+*/
 
/* AT24Cxx 7-bit I2C slave address */
#define AT24C_CHIPADDR                  0x50
 
enum
{
    AT24C01  = 1,
    AT24C02  = 2,
    AT24C04  = 4,
    AT24C08  = 8,
    AT24C16  = 16,
    AT24C32  = 32,
    AT24C64  = 64,
    AT24C128 = 128,
    AT24C256 = 256,
    AT24C512 = 512,
} chipid_t;
 
typedef struct i2c_s
{
    char           *dev;    /* I2C master device, /dev/i2c-N */
    int             addr;   /* 7-bits slave address */
    int             fd;     /* File description */
} i2c_t;
 
typedef struct eeprom_s
{
    int             chip;       /* Chip ID */
    uint32_t        capacity;   /* Chip size in bytes */
    int             pagesize;   /* Page size in bytes */
} eeprom_t;
 
#define EEP_INFO(_chip, _capacity, _pagesize)       \
    .chip       = _chip,                            \
    .capacity   = _capacity,                        \
    .pagesize   = _pagesize,                        \
 
static eeprom_t at24c_ids[] = {
    { EEP_INFO(AT24C01,  128,   8)   },
    { EEP_INFO(AT24C02,  256,   8)   },
    { EEP_INFO(AT24C04,  512,   16)  },
    { EEP_INFO(AT24C08,  1024,  16)  },
    { EEP_INFO(AT24C16,  2048,  16)  },
    { EEP_INFO(AT24C32,  4096,  32)  },
    { EEP_INFO(AT24C64,  8192,  32)  },
    { EEP_INFO(AT24C128, 16384, 64)  },
    { EEP_INFO(AT24C256, 32768, 64)  },
    { EEP_INFO(AT24C512, 65536, 128) },
};
 
typedef struct at24c_s
{
    i2c_t            i2c;
    eeprom_t        *eeprom;
} at24c_t;
 
int at24c_init(at24c_t *at24c, int chip);
int at24c_read(at24c_t *at24c, int offset, uint8_t *buf, int size);
int at24c_write(at24c_t *at24c, int offset, uint8_t *data, int len);
int at24c_test(at24c_t *at24c);
 
int i2c_init(i2c_t *i2c, char *i2cdev, int addr);
int i2c_write(i2c_t *i2c, uint8_t *data, int len);
int i2c_read(i2c_t *i2c, uint8_t *buf, int size);
void i2c_term(i2c_t *i2c);
 
static inline void msleep(unsigned long ms);
void dump_buf(const char *prompt, char *buffer, size_t length);
 
static inline void banner(const char *progname)
{
    printf("%s program Version v1.0.0\n", progname);
    printf("Copyright (C) 2023 LingYun IoT System Studio.\n");
}
 
static void program_usage(const char *progname)
{
    printf("Usage: %s [OPTION]...\n", progname);
    printf(" %s is AT24Cxx EEPROM test program. \n", progname);
 
    printf(" -c[chipid  ]  Specify EEPROM chipID: 1,2,4,8...512 \n");
    printf(" -d[device  ]  Specify I2C device, such as /dev/i2c-1\n");
    printf(" -h[help    ]  Display this help information\n");
    printf(" -v[version ]  Display the program version\n");
 
    printf("\n");
    banner(progname);
    return;
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    char           *progname=NULL;
    char           *dev="/dev/i2c-1";
    int             chipid = AT24C256; /* default */
    at24c_t         at24c;
    int             rv;
 
    struct option long_options[] = {
        {"chip", required_argument, NULL, 'c'},
        {"device", required_argument, NULL, 'd'},
        {"version", no_argument, NULL, 'v'},
        {"help", no_argument, NULL, 'h'},
        {NULL, 0, NULL, 0}
    };
 
    progname = basename(argv[0]);
 
    /* Parser the command line parameters */
    while ((rv = getopt_long(argc, argv, "c:d:vh", long_options, NULL)) != -1)
    {
        switch (rv)
        {
            case 'c': /*  Set chip ID: 1,2,4,8...512 */
                chipid = atoi(optarg);
                break;
 
            case 'd': /*  Set I2C device path: /dev/i2c-1 */
                dev = optarg;
                break;
 
            case 'v':  /*  Get software version */
                banner(progname);
                return EXIT_SUCCESS;
 
            case 'h':  /*  Get help information */
                program_usage(progname);
                return 0;
 
            default:
                break;
        }
    }
 
    if( at24c_init(&at24c, chipid) < 0 )
    {
        printf("at24c initial failed!\n");
        return 1;
    }
 
    if( i2c_init(&at24c.i2c, dev, AT24C_CHIPADDR) < 0 )
    {
        printf("i2c initial failed!\n");
        return 2;
    }
 
    if( at24c_test(&at24c) < 0 )
    {
        return 3;
    }
 
    i2c_term(&at24c.i2c);
    return 0;
}
 
/*+----------------------+
 *| EEPROM API functions |
 *+----------------------+*/
 
int at24c_init(at24c_t *at24c, int chip)
{
    int             i;
 
    if( !at24c )
        return -1;
 
    for(i=0; i<sizeof(at24c_ids)/sizeof(at24c_ids[0]); i++)
    {
        if( at24c_ids[i].chip == chip )
        {
            at24c->eeprom = &at24c_ids[i];
            printf("Detect EEPROM AT24C%02d capacity %d bytes, pagesize %d bytes.\r\n",
                    chip, at24c->eeprom->capacity, at24c->eeprom->pagesize);
            return 0;
        }
    }
 
    printf("EEPROM: Can not found EEPROM by chip ID[%d]\r\n", chip);
    return -2;
}
 
int at24c_test(at24c_t *at24c)
{
    eeprom_t       *eeprom;
    uint8_t         buf[128];
    int             i;
    int             addr = 0;
 
    if( !at24c )
        return -1;
 
    eeprom = at24c->eeprom;
 
    /* Read data before write */
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    if( at24c_read(at24c, addr, buf, sizeof(buf)) < 0 )
    {
        return -2;
    }
    dump_buf("<<<EEPROM read data:\n", (char *)buf, sizeof(buf));
 
    /* fill a page data */
    for(i=0; i<eeprom->pagesize; i++)
    {
        buf[i] = i;
    }
 
    /* write a page data from the address not page alignment */
    if( at24c_write(at24c, addr+8, buf, eeprom->pagesize) < 0 )
    {
        return -3;
    }
 
    /* Read data after write */
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    if( at24c_read(at24c, addr, buf, sizeof(buf)) < 0 )
    {
        return -2;
    }
    dump_buf("<<<EEPROM read data:\n", (char *)buf, sizeof(buf));
 
    return 0;
}
 
/* Figure 9. Page Write */
int at24c_write_page(at24c_t *at24c, int offset, uint8_t *data, int len)
{
    uint8_t         buf[256];
    int             bytes, rv;
    int             addrlen;
    eeprom_t       *eeprom;
 
    if(!at24c || offset<0 || !data || !len)
        return -1;
 
    eeprom = at24c->eeprom;
 
    /* exceeding EEPROM size  */
    if( offset+len > eeprom->capacity )
        return -1;
 
    if( len > eeprom->pagesize )
        len = eeprom->pagesize;
 
    /*
     * A temporary write buffer must be used which contains both the address
     * and the data to be written, put the address in first based upon the
     * size of the address for the EEPROM.
     */
    if( eeprom->chip >= AT24C16)
    {
        buf[0]=(uint8_t)(offset>>8);
        buf[1]=(uint8_t)(offset);
        addrlen = 2;
    }
    else
    {
        buf[0]=(uint8_t)(offset);
        addrlen = 1;
    }
 
    /* Put the data in the write buffer following the address */
    memcpy(&buf[addrlen], data, len);
 
    /* Write a page of data at the specified address to the EEPROM. */
    rv = i2c_write(&at24c->i2c, buf, len+addrlen);
    if( rv < 0 )
        printf("%s() write data failed\n", __func__);
 
    /* Must give a delay here to wait page write finish */
    msleep(5);
 
    return rv;
}
 
int at24c_write(at24c_t *at24c, int offset, uint8_t *data, int len)
{
    int             bytes;
    eeprom_t       *eeprom;
 
    if(!at24c || offset<0 || !data || len<0)
        return -1;
 
    eeprom = at24c->eeprom;
 
    /* exceeding EEPROM size  */
    if( offset+len > eeprom->capacity )
        return -1;
 
    /* The offset + write bytes shouldn't overflow that page,
     * or it will over write the start bytes of this page  */
    if( offset%eeprom->pagesize )
        bytes = eeprom->pagesize - offset%eeprom->pagesize;
    else
        bytes = len>eeprom->pagesize? eeprom->pagesize : len;
 
    /* Write max one page at a time */
    while(len > 0)
    {
        if( at24c_write_page(at24c, offset, data, bytes) )
        {
            return -2;
        }
 
        len    -= bytes;
        data   += bytes;
        offset += bytes;
 
        bytes = len>eeprom->pagesize? eeprom->pagesize : len;
    }
 
    return 0;
}
 
/* Figure 12. Sequential Read */
int at24c_read(at24c_t *at24c, int offset, uint8_t *buf, int size)
{
    struct i2c_rdwr_ioctl_data      tr;
    eeprom_t                       *eeprom;
    uint8_t                         addr[2];
    int                             addrlen;
    int                             bytes;
    int                             rv = 0;
 
    if(!at24c || offset<0 || !buf || size<=0)
        return -1;
 
    eeprom = at24c->eeprom;
 
    /* exceeding EEPROM size  */
    if( offset+size > eeprom->capacity )
        return -1;
 
    memset(buf, 0, size);
 
    if( eeprom->chip >= AT24C16)
    {
        addr[0]=(uint8_t)(offset>>8);
        addr[1]=(uint8_t)(offset);
        addrlen = 2;
    }
    else
    {
        addr[0]=(uint8_t)(offset);
        addrlen = 1;
    }
 
    /* We can't call i2c_write() and i2c_read() because it will generate a
     * stop condition after send the offset address, it doesn't compatible
     * with EEPROM sequential read sequence;
     */
 
 
    /* use I2C userspace API to send two message without stop condition */
 
    tr.nmsgs = 2;
    tr.msgs = malloc( sizeof(struct i2c_msg)*tr.nmsgs );
    if ( !tr.msgs )
    {
        printf("%s() msgs malloc failed!\n", __func__);
        return -2;
    }
 
    /* Create the I2C message for writing the EEPROM offset address */
    tr.msgs[0].addr = at24c->i2c.addr;
    tr.msgs[0].flags = 0; //write
    tr.msgs[0].len = addrlen;
    tr.msgs[0].buf = addr;
 
    /* Create the I2C message for reading data from EEPROM */
    memset(buf, 0, size);
    tr.msgs[1].addr = at24c->i2c.addr;
    tr.msgs[1].flags = I2C_M_RD; //read
    tr.msgs[1].len = size;
    tr.msgs[1].buf = buf;
 
    if( ioctl(at24c->i2c.fd, I2C_RDWR, &tr)<0 )
    {
        printf("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        rv = -4;
    }
 
    free( tr.msgs );
    return rv;
}
 
 
/*+----------------------+
 *|   I2C API functions  |
 *+----------------------+*/
 
int i2c_init(i2c_t *i2c, char *i2cdev, int addr)
{
    if( !i2c || !i2cdev || !addr )
        return -1;
 
    memset(i2c, 0, sizeof(*i2c));
    i2c->addr = addr;
    i2c->dev = i2cdev;
 
    if( (i2c->fd=open(i2cdev, O_RDWR)) < 0)
    {
        printf("open i2c device %s failed: %s\n", i2cdev, strerror(errno));
        return -1;
    }
 
    return 0;
}
 
void i2c_term(i2c_t *i2c)
{
    if( !i2c )
        return;
 
    if( i2c->fd > 0)
        close(i2c->fd);
 
    return ;
}
 
int i2c_write(i2c_t *i2c, uint8_t *data, int len)
{
    struct i2c_rdwr_ioctl_data      tr;
    int                             rv = 0;
 
    if( !data || len<= 0)
    {
        printf("%s() invalid input arguments!\n", __func__);
        return -1;
    }
 
    /* I2C device program API: ioctl() */
    tr.nmsgs = 1;
    tr.msgs = malloc( sizeof(struct i2c_msg)*tr.nmsgs );
    if ( !tr.msgs )
    {
        printf("%s() msgs malloc failed!\n", __func__);
        return -2;
    }
 
    tr.msgs[0].addr = i2c->addr;
    tr.msgs[0].flags = 0; //write
    tr.msgs[0].len = len;
    tr.msgs[0].buf = malloc(len);
    if( !tr.msgs[0].buf )
    {
        printf("%s() msgs malloc failed!\n", __func__);
        rv = -3;
        goto cleanup;
    }
    memcpy(tr.msgs[0].buf, data, len);
 
 
    if( ioctl(i2c->fd, I2C_RDWR, &tr)<0 )
    {
        printf("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        rv = -4;
        goto cleanup;
    }
 
cleanup:
    if( tr.msgs[0].buf )
        free(tr.msgs[0].buf);
 
    if( tr.msgs )
        free(tr.msgs);
 
    return rv;
}
 
int i2c_read(i2c_t *i2c, uint8_t *buf, int size)
{
    struct i2c_rdwr_ioctl_data      tr;
    int                             rv = 0;
 
    if( !buf || size<= 0)
    {
        printf("%s() invalid input arguments!\n", __func__);
        return -1;
    }
 
    tr.nmsgs = 1;
    tr.msgs = malloc( sizeof(struct i2c_msg)*tr.nmsgs );
    if ( !tr.msgs )
    {
        printf("%s() msgs malloc failed!\n", __func__);
        return -2;
    }
 
    tr.msgs[0].addr = i2c->addr;
    tr.msgs[0].flags = I2C_M_RD; //read
    tr.msgs[0].len = size;
    tr.msgs[0].buf = buf;
    memset(buf, 0, size);
 
    if( ioctl(i2c->fd, I2C_RDWR, &tr)<0 )
    {
        printf("%s() ioctl failure: %s\n", __func__, strerror(errno));
        rv = -4;
    }
 
    free( tr.msgs );
    return rv;
}
 
/*+----------------------+
 *|    Misc functions    |
 *+----------------------+*/
 
static inline void msleep(unsigned long ms)
{
    struct timespec cSleep;
    unsigned long ulTmp;
 
    cSleep.tv_sec = ms / 1000;
    if (cSleep.tv_sec == 0)
    {
        ulTmp = ms * 10000;
        cSleep.tv_nsec = ulTmp * 100;
    }
    else
    {
        cSleep.tv_nsec = 0;
    }
 
    nanosleep(&cSleep, 0);
}
 
void dump_buf(const char *prompt, char *buffer, size_t length)
{
    size_t i, j;
 
    if (prompt)
    {
        printf("%s\n", prompt);
    }
 
    for (i = 0; i < length; i += 16)
    {
        printf("%08zx: ", i);
 
        for (j = 0; j < 16; j++)
        {
            if (i + j < length)
            {
                printf("%02x ", buffer[i + j]);
            }
            else
            {
                printf("   ");
            }
        }
 
        printf(" ");
 
        for (j = 0; j < 16; j++)
        {
            if (i + j < length)
            {
                unsigned char c = buffer[i + j];
                printf("%c", (c >= 32 && c <= 126) ? c : '.');
            }
            else
            {
                printf(" ");
            }
        }
 
        printf("\n");
    }
}