linux Regmap API寄存器映射抽象

RegmapAPI通过统一的接口简化了对SPI和I2C设备寄存器的读写操作,减少了冗余代码。它包括regmap_config结构体,用于配置设备的寄存器属性,并提供了如regmap_write、regmap_read等便捷函数。Regmap还支持缓存机制和多种缓存类型,优化了读取性能。

        在引入ragmap API之前,SPI内核和I2C内核是独立的,二者有需要冗余代码。在引入Regmap API之后,无论是SPI还是I2C设备,只需要初始化配置Regmap,旧可以处理所有的读写修改操作。

        Regmap API很简单,其中最重要的是两个结构struct regmap_config(代表regmap配置) 和struct regmap(代表regmap实例本身)。

1. regmap_config结构

        struct regmap_config在驱动程序生命周期内保存Regmap配置,这些设置会影响读/写操作。

struct regmap_config {
    char *name;
    int reg_bits;  // 寄存器地址的位数
    int reg_stride;
    int pad_bits;
    int val_bits; // 寄存器值的位数

    bool (*writable_reg)(struct device *dev, uint reg); // 在写入Reg之前,会调用检查是否可写
    bool (*readable_reg)(struct device *dev, uint reg);// 在写入Reg之前,会调用检查是否可读
    bool (*volatile_reg)(struct device *dev, uint reg); // 检查寄存器是否是易失的,确定是否使用缓存
    bool (*precious_reg)(struct device *dev, uint reg);
    regmap_lock lock;
    regmap_unlock unlock;
    void *lock_arg;

    int (*reg_read)(void *context, uint reg, uint *val); // 在寄存器不支持简单的I2c/SPI读取操作时,需要自定
Linux内核中,`struct regmap` 是一个非常重要的数据结构,主要用于抽象和管理设备寄存器的访问。它的主要用途是提供一种统一的接口来操作不同类型的硬件设备寄存器,从而简化了驱动程序开发并提高了代码的可重用性。 ### 用途与作用 1. **寄存器访问抽象**:`struct regmap` 提供了一种通用的方式来访问设备寄存器,无论这些设备是通过I2C、SPI还是内存映射等方式连接到系统上的。这种抽象使得上层驱动程序可以使用相同的API来进行寄存器读写操作[^1]。 2. **缓存支持**:`regmap` 子系统支持寄存器缓存功能,这意味着它可以维护一个软件层面的寄存器状态副本。这样做的好处是可以减少对实际硬件寄存器的直接访问次数,这对于某些需要频繁读写的场景来说尤其有用,因为它可以帮助降低功耗并提高性能[^2]。 3. **位字段更新**:它还提供了方便的方法来更新特定寄存器中的个别位字段,而不需要先读后写的复杂流程。这简化了对于那些只改变部分位的情况下的编程工作量[^4]。 4. **中断处理集成**:`regmap` 还能够集成中断控制器的功能,允许将设备的中断芯片添加到 `regmap` 管理之下,进一步统一了设备管理的方式[^5]。 5. **配置灵活性**:通过 `struct regmap_config` 可以指定各种配置选项,比如寄存器地址宽度、值宽度以及如何处理大端或小端格式等,这让 `regmap` 能够适应多种不同的硬件特性[^3]。 6. **资源管理**:利用 `devm_regmap_init_*` 系列函数初始化 `regmap` 实例时,可以借助设备模型(device model)进行资源管理,确保当设备被卸载时相关资源能够得到妥善释放[^5]。 综上所述,`struct regmap` 在Linux内核中扮演着关键角色,不仅为设备驱动开发者提供了一个强大且灵活的工具集,而且有助于构建更加模块化和易于维护的驱动代码库。 ```c // 示例:定义一个简单的regmap配置 static const struct regmap_config my_device_regmap_config = { .reg_bits = 8, // 寄存器地址宽度 .val_bits = 8, // 寄存器值宽度 .max_register = 0xFF, // 最大寄存器地址 .cache_type = REGCACHE_RBTREE, // 使用红黑树作为缓存类型 }; // 假设i2c_client已经正确获取 struct regmap *my_regmap = regmap_init_i2c(client, &my_device_regmap_config); if (IS_ERR(my_regmap)) { // 处理错误情况 } ``` 上面的示例展示了如何为一个I2C设备创建一个 `regmap` 实例。一旦有了这个实例,就可以使用标准的 `regmap` API 来执行寄存器级别的读写操作了。
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