在编写 I2C 或 SPI 设备驱动时，我们经常需要读写寄存器。为了减少重复代码（如处理锁、缓存、字节序、总线差异），Linux 内核引入了 Regmap 子系统。

Regmap 将 I2C、SPI、MMIO 等底层总线操作抽象出来，提供统一的寄存器读写接口，并支持寄存器缓存（Cache），大大提高了驱动的开发效率和性能。

1. 为什么要用 Regmap？

1. 统一接口: 无论是 I2C 还是 SPI 设备，驱动逻辑代码可以使用相同的 regmap_read/write 接口。
2. 自动缓存: 支持多种缓存策略（如 LZO, RB-Tree），减少慢速总线（I2C/SPI）的访问次数，提高性能。
3. 调试方便: 通过 Debugfs (/sys/kernel/debug/regmap/) 可以直接查看寄存器映射和值。
4. 内置锁机制: 自动处理并发访问的互斥锁。

2. 使用步骤

2.1 定义 Regmap 配置

static const struct regmap_config my_regmap_config = {
    .reg_bits = 8,        // 寄存器地址位宽
    .val_bits = 8,        // 寄存器值位宽
    .max_register = 0xFF, // 最大寄存器地址

    // 可选配置
    .cache_type = REGCACHE_RBTREE, // 使用红黑树缓存
    .volatile_reg = my_volatile_reg, // 判断寄存器是否易失（不可缓存）
};

2.2 初始化 Regmap

在 probe 函数中初始化。

对于 I2C 设备：

#include <linux/regmap.h>

struct my_data {
    struct regmap *map;
    // ...
};

static int my_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
{
    struct my_data *data;

    data = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(*data), GFP_KERNEL);

    // 初始化 regmap
    data->map = devm_regmap_init_i2c(client, &my_regmap_config);
    if (IS_ERR(data->map))
        return PTR_ERR(data->map);

    i2c_set_clientdata(client, data);
    // ...
}

对于 SPI 设备： 只需将 devm_regmap_init_i2c 换成 devm_regmap_init_spi。

2.3 读写寄存器

int ret;
unsigned int val;

// 写寄存器
ret = regmap_write(data->map, 0x10, 0xAB);

// 读寄存器
ret = regmap_read(data->map, 0x10, &val);

// 更新位 (Read-Modify-Write)
// 将 0x10 寄存器的 Bit 0 和 Bit 1 置为 1，其他位不变
ret = regmap_update_bits(data->map, 0x10, 0x03, 0x03);

3. 高级特性

3.1 volatile_reg

有些寄存器（如状态寄存器、中断标志位）的值会由硬件自动改变，或者读操作有副作用（如读后清除），这些寄存器不能被缓存。需要提供 volatile_reg 回调函数，返回 true 表示该寄存器是易失的。

3.2 range_cfg

对于寄存器地址不连续或有分页（Page）机制的复杂设备，可以使用 regmap_range_cfg 来描述。

4. 总结

Regmap 是现代 Linux 驱动开发的标配。除非设备极其简单（只有一两个寄存器），否则强烈建议使用 Regmap API 来管理 I2C/SPI 设备的寄存器访问。