WSL2で仮想I2C通信

 　WSL2でLinuxカーネルのI2Cのテスト機能を使って仮想I2C通信をできるようにします。

●今回の環境

　Windows10

　ディストリビューション

　カーネルバージョン

　環境はこれまでと同じです。

　Linuxカーネルをビルドできる環境が必要です。下記を参考にしてビルド環境を用意してください。

　WSL2のカーネルをカスタムビルドする

●方法

　まず、I2C機能、I2Cスタブ機能を有効にしたカスタムカーネルをビルドします。

　カスタムカーネルができれば、あとはI2C通信のモジュールをロードし、仮想I2Cデバイスを作成すれば、I2Cデバイスが無くてもPC内でI2C通信ができるようになります。

●カスタムカーネルの設定手順

　menuconfigを立ち上げます。

$ make menuconfig

手順１：Device Drivers に入ります

手順２：I2C Support へ入る

手順３：I2C Support の３項目を有効にする

　I2C support を有効にすると、さらに項目が表示されるので、I2C device interface と I2C/SMBus Test Stub を有効にします。

　そのほか２つがデフォルトで有効ですが、そのままにします。

手順４：設定を保存して終了する

　ここまでできたら、忘れずに設定を保存して menuconfig を終了します。

　また、Linuxカーネル名を変えておくとよいでしょう

手順５：カーネルをビルドし、I2C通信のLKMをインストールする

$ make
$ sudo make modules_install

　→ /lib/modules の下に、カーネル名でディレクトリができます。

　　この下の kernel ディレクトリ以下にI2C通信に必要な*.ko ファイルが格納されます。

手順６：udevのルールにI2Cのアクセス権を設定する（必要な場合のみ）

　※udevルールが無いと、I2Cデバイスのアクセス権が root:root になってしまいます。

　まず、i2cグループを作り、ユーザーをi2cグループへ追加します。

$ sudo groupadd i2c
$ sudo gpasswd -a %USER i2c

　/etc/udev/rules.d に 以下の内容のファイルを 99-i2c.rule のファイル名で保存します。

SUBSYSTEM=="i2c-dev", GROUP="i2c", MODE="0660"

手順７：カスタムカーネルでWSL2を起動する

　今作った vmlinux ファイルでWSL2を再起動します。

　やり方は、以下の手順６～を参考にしてください。

　　WSL2のカーネルをカスタムビルドする

手順８：I2C通信を有効にしたカーネルで起動できていることを確認する

$ uname -a
Linux earth 5.4.72-microsoft-standard-WSL2-i2c #1 SMP Wed Apr 10 23:11:51 JST 2021 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

　ここまでが、I2C通信を有効にしたカスタムカーネルの作り方でした。

手順９：udevを起動する（必要な場合のみ）

　※udevルールが無いと、I2Cデバイスのアクセス権が root:root になってしまいます。

$ /etc/init.d/udev start

　ここまでが、I2C通信を有効にしたカスタムカーネルの作り方でした。

●仮想I2Cデバイスを作成する

以下のコマンドを実行します。

$ sudo modprobe i2c-dev
$ sudo modprobe i2c-stub chip_addr=(slave addr)

　※slave addr にはI2Cスレーブデバイスのスレーブアドレスを指定します。

　　スレーブアドレスは10個まで指定できます。

　　　chip_addr=0x20            0x20 のI2Cデバイスが接続

　　　chip_addr=0x20,0x55    0x20 0x55 の2つのI2Cデバイスが接続

　→ /dev の下に、i2c-* の名前で仮想I2Cデバイスができます。

　あとは、ふつうにI2Cの通信ができます。

　I2C Tools も使えます。

　SMBus stub driver となっているのが、仮想I2Cデバイスです。