MB85RC铁电 FRAM驱动（全志平台linux）

测试几天发现一个bug，就是无法一次读取32个字节的数据，1-31,33,128,512都试过了，唯独无法读取32个字节，驱动未报错，但是读取的都是0，找不到原因，估计应该是全志iic驱动的问题，暂时没有折腾，尽量避开32字节读取吧，32字节写入是没问题的。

使用的字符驱动，可以读写任意字节（32字节读取除外），可以使用lseek设置读写地址，首先设置内核设备数，在对应的iic节点下添加fram支持。

fram: fram@50 {
		compatible = "general,iic_fram";
		reg = <0x50>;
	};

驱动代码如下

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/leds.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/regulator/consumer.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/device.h>			//自动创建/dev设备节点需要
#include <linux/kdev_t.h>           //设备号用到的头文件和宏函数
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/uaccess.h>


typedef unsigned int  u32;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned char  u8;

typedef volatile unsigned int  vu32;
typedef volatile unsigned short vu16;
typedef volatile unsigned char  vu8;

typedef unsigned int  const uc32;  /* Read Only */
typedef unsigned short const uc16;  /* Read Only */
typedef unsigned char  const uc8;   /* Read Only */



#define DEVICE_NAME			"iic_fram" 	// 设备名字
#define DTS_COMPATIBLE		"general,iic_fram"	//设备树中对应的COMPATIBLE信息名称

//注意：fram使用的是 MB85RC16PNF-G-JNERE1 进行测试2KB容量，FRAM的通讯有点不一样，芯片地址为4bit，然后3bit寄存器高地址，1bit读写标识，最终依旧使用的是8bit寄存器模式，但是地址范围0-7FF

//设备驱动私有结构体数据定义
struct fram_type {
	int fram_init_finished;
	struct i2c_client* fram_client;
	struct mutex mutex_lock;//定义互斥锁
	struct class* device_class;		//注册后的设备节点class
	struct device* device;	//注册的设备
	dev_t devno;			//设备号
	struct cdev cd;
	int size;				//容量信息
};
static struct fram_type* sg_fram = NULL;	//再iic设备注册后进行初始化，非NULL意味着硬件初始化正常，在probe中进行初始化

//注册驱动时传入参数，参数为farm容量信息，默认为2KB，单位字节
static int SIZE = -1;				//通过注册驱动的时候传入参数，如 insmode iic_fram SIZE=4096 实现容量设置
module_param(SIZE, int, S_IRUSR);	//S_IRUSR在include/linux/stat.h




/*************************************************************************************************************************
*函数        	:	int fram_read_data(struct i2c_client* client, u16 addr, u16 ByteCount, u8* pData, bool isKernel)
*功能        	:	iic驱动读取寄存器数据
*参数        	:	client:句柄；addr：寄存器地址；ByteCount：要读取的数据数量；pData:数据缓冲区;isKernel:是否是内核读取，如果是内核读取将不需要进行内核数据与用户空间数据转换
*返回        	:	<0 错误，其它：读取的字节数
*依赖			: 	底层宏定义
*作者				:	cp1300@139.com
*时间     		:	2024-03-04
*最后修改时间		:	2024-03-04
*说明        	:	
*************************************************************************************************************************/
int fram_read_data(struct i2c_client* client, u16 addr, u16 ByteCount, u8 __user* pData, bool isKernel)
{
	int ret;
	u8 addr_buff[1];
	u8* pkbuff;
	struct i2c_msg msgs[] = {
		//写命令
		{
				.addr = client->addr | ((addr >> 8) & 0x07),
				.flags = 0,
				.len = 1,				//数据长度为1字节的地址
				.buf = addr_buff,		//寄存器地址
		},
		//读取数据
		{
				.addr = client->addr | ((addr >> 8) & 0x07),
				.flags = I2C_M_RD,
				.len = ByteCount,		//数据长度为n字节的数据
				.buf = NULL,			//buf-等会设置
		}
	};

	//dev_info(&client->dev, "i2c_smbus_read_16bit_i2c_block_data addr=%d ByteCount=%d client->addr=%d\r\n", addr, ByteCount, client->addr);


	//申请内核内存，准备读取数据
	pkbuff = (u8*)kmalloc(ByteCount, GFP_KERNEL | GFP_DMA | __GFP_ZERO);	//申请内存-iic会用到DMA，内存要连续
	if (pkbuff == NULL)
	{
		printk("fram read out of memory! kmalloc(%dB)\r\n", ByteCount);
		return -1;
	}
	msgs[1].buf = pkbuff;	//读取的数据存放到缓冲区
	//准备寄存器地址数据
	addr_buff[0] = addr & 0xFF;					//地址低位


	ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));	//写入命令，读取数据
	if (ret <= 0)
	{
		dev_err(&client->dev, "i2c_transfer read addr=%d ByteCount=%d failed!\r\n", addr, ByteCount);
		ret = -1;
	}
	else
	{
		if (isKernel == true) //当前处于内核空间
		{
			memcpy(pData, pkbuff, ByteCount);
			ret = ByteCount;	//返回数据长度
		}
		else
		{
			ret = copy_to_user(pData, pkbuff, ByteCount);  //读取成功，将数据拷贝到用户空间
			if (ret != 0)
			{
				printk("fram copy_to_user error(%dB)\r\n", ret);
				ret = -1;
			}
			else
			{
				ret = ByteCount;	//返回数据长度
			}
		}
		
	}
	

	kfree(pkbuff);	//释放申请的内存


	return ret;
}


/*************************************************************************************************************************
*函数        	:	int fram_write_data(struct i2c_client* client, u16 addr, u16 ByteCount, u8* pData)
*功能        	:	iic驱动写入寄存器数据
*参数        	:	client:句柄；addr：寄存器地址；ByteCount：要读取的数据数量；pData:数据缓冲区
*返回        	:	<0 错误，其它：读取的字节数
*依赖			: 	底层宏定义
*作者				:	cp1300@139.com
*时间     		:	2024-03-04
*最后修改时间		:	2024-03-04
*说明        	:	
*************************************************************************************************************************/
int fram_write_data(struct i2c_client* client, u16 addr, u16 ByteCount, const u8 __user* pData)
{
	int ret;
	u8* buf;
	struct i2c_msg msgs[] = {
		//写数据命令
		{
				.addr = client->addr | ((addr >> 8) & 0x07),
				.flags = 0,
				.len = ByteCount + 1,	//数据长度为2字节的地址，n字节的数据
				//.buf = &reg,			//buf等会赋值，需要申请内存
		}
	};

	//dev_info(&client->dev, "i2c_smbus_write_16bit_i2c_block_data write addr=%d ByteCount=%d\r\n", addr, ByteCount);

	buf = (u8*)kmalloc(ByteCount + 1, GFP_KERNEL | GFP_DMA | __GFP_ZERO);	//申请内存-iic会用到DMA，内存要连续
	if (buf == NULL)
	{
		dev_err(&client->dev, "i2c_smbus_write_16bit_i2c_block_data out of memory! kmalloc(%dB)\r\n", ByteCount + 1);
		return -1;
	}
	msgs[0].buf = buf;						//记录申请的内存

	//准备数据
	buf[0] = addr & 0xFF;					//地址低位

	ret = copy_from_user(&buf[1], pData, ByteCount);	//用户空间数据拷贝到内核空间
	if (ret != 0) {
		printk("fram copy_from_user error(%dB)\r\n", ret);
		ret = -EFAULT;
	}
	else
	{
		ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, ARRAY_SIZE(msgs));	//写入数据
		if (ret == ARRAY_SIZE(msgs))
		{
			ret = ByteCount;	//返回写入的数据长度
		}
		else
		{
			dev_err(&client->dev, "i2c_transfer write addr=%d ByteCount=%d failed!\r\n", addr, ByteCount);
			ret = -1;
		}
	}
	kfree(buf);	//释放申请的内存

	return ret;
}



/*************************************************************************************************************************
*函数        	:	int fram_Init(struct i2c_client* client)
*功能        	:	fram初始化
*参数        	:	client:iic句柄
*返回        	:	0:初始化成功；其它:初始化失败
*依赖			: 	底层宏定义
*作者				:	cp1300@139.com
*时间     		:	2024-03-03
*最后修改时间		:	2024-03-03
*说明        	:
*************************************************************************************************************************/
int fram_Init(struct i2c_client* client)
{
	u8 i;
	struct fram_type* fram = i2c_get_clientdata(client);	//获取私有数据
	int ret;
	u8 temp;

	if (fram == NULL)
	{
		dev_err(&client->dev, "i2c_get_clientdata(client) null\r\n");

		return -1;
	}

	//读取地址0，只要能读取到就认为初始化成功
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		ret = fram_read_data(client, 0, 1, &temp, true);
		if (ret < 0)
		{
			dev_err(&client->dev, "Failed to read 0x00\r\n");
			msleep(5);
		}
		else
		{
			dev_info(&client->dev, "addr 0x00:0x%X\r\n", temp);
			break;
		}
	}
	if (ret < 0) return -1;

	return 0;
}




//===========================================================================================
//标准文件接口相关
/*
 * @description		: 打开设备
 * @param - inode 	: 传递给驱动的inode
 * @param - filp 	: 设备文件，file结构体有个叫做private_data的成员变量
 * 					  一般在open的时候将private_data指向设备结构体。
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int device_open(struct inode* inode, struct file* filp)
{
	if (sg_fram == NULL)
	{
		printk("fram not initialized\r\n");

		return -1;
	}

	//dev_info(&sg_fram->fram_client->dev, "device_open\n");

	return 0;
}



/*
 * @description		: 从设备读取数据
 * @param - filp 	: 要打开的设备文件(文件描述符)
 * @param - buf 	: 返回给用户空间的数据缓冲区
 * @param - cnt 	: 要读取的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
 */
static ssize_t device_read(struct file* filp, char __user* buf, size_t cnt, loff_t* offt)
{
	u32 offset = (u32)*offt;
	int ret;

	if (sg_fram == NULL)
	{
		printk("fram not initialized\r\n");

		return -1;
	}
	if (buf == NULL)
	{
		printk("buf is NULL!\r\n");
		return -EFAULT;
	}
	if (cnt == 0 || cnt > sg_fram->size || (cnt + offset) > sg_fram->size)
	{
		printk("fram Read out of range cnt=%d offt=%d(max size:%dB)\r\n", cnt, offset, sg_fram->size);

		return 0;
	}

	//读取数据
	mutex_lock(&sg_fram->mutex_lock);	//阻塞式上互斥锁，抢不到就一直阻塞
	ret = fram_read_data(sg_fram->fram_client, (u16)offset, (u16)cnt, buf, false);
	mutex_unlock(&sg_fram->mutex_lock);	//解锁
	

	return ret;
}



/*
 * @description		: 向设备写数据
 * @param - filp 	: 设备文件，表示打开的文件描述符
 * @param - buf 	: 要写给设备写入的数据
 * @param - cnt 	: 要写入的数据长度
 * @param - offt 	: 相对于文件首地址的偏移
 * @return 			: 写入的字节数，如果为负值，表示写入失败
 */
static ssize_t device_write(struct file* filp, const char __user* buf, size_t cnt, loff_t* offt)
{
	u32 offset = (u32)*offt;
	int ret;

	if (sg_fram == NULL)
	{
		printk("fram not initialized\r\n");

		return -1;
	}
	if (buf == NULL)
	{
		printk("buf is NULL!\r\n");
		return -EFAULT;
	}

	if (cnt == 0 || cnt > sg_fram->size || (cnt + offset) > sg_fram->size)
	{
		printk("fram write out of range cnt=%d offt=%d(max size:%dB)\r\n", cnt, offset, sg_fram->size);

		return 0;
	}
	
	mutex_lock(&sg_fram->mutex_lock);	//阻塞式上互斥锁，抢不到就一直阻塞
	ret = fram_write_data(sg_fram->fram_client, (u16)offset, (u16)cnt, buf);
	mutex_unlock(&sg_fram->mutex_lock);	//解锁

	return ret;
}




/*
 * @description		: 设置文件读写偏移
 * @param - filp 	: 设备文件，表示打开的文件描述符
 * @param - off 	: 读写偏移
 * @param - whence 	: 光标参考位置
 * @return 			: 当前文件的纸质位置，如果为负值，表示写入失败
 */
static loff_t device_llseek(struct file* filp, loff_t off, int whence)
{
	//struct scull_dev* dev = filp->private_data;
	loff_t newpos;

	//printk("device_llseek off=%u whence=%d\r\n", (u32)off, whence);
	switch (whence)
	{
		case 0: //SEEK_SET 从开始的偏移
		{
			newpos = off;
			if (newpos >= sg_fram->size) newpos = sg_fram->size - 1;	//防止超出范围
		}break;
		case 1:	//SEEK_CUR 在当前位置加上偏移
		{
			newpos = filp->f_pos + off;
			if (newpos >= sg_fram->size) newpos = sg_fram->size - 1;	//防止超出范围
		}break;
		case 2: //SEEK_END 偏移位置文件结尾 之外
		{
			newpos = sg_fram->size - 1;	//不允许超出文件
		}break;
		default: return -EINVAL;
	}
	if (newpos < 0) return -EINVAL;
	filp->f_pos = newpos;

	return newpos;
}






/*
 * @description		: 关闭/释放设备
 * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int device_release(struct inode* inode, struct file* filp)
{
	//printk("fram_release\r\n");
	return 0;
}






//申请i2c资源，顺便进行初始化
static int device_probe(struct i2c_client *client,
			     const struct i2c_device_id *id)
{
	int ret;
	struct fram_type* fram;

	dev_info(&client->dev, "fram_probe\n");
	//判断iic适配器是否正常
	if (!i2c_check_functionality(client->adapter, I2C_FUNC_I2C))
	{
		return -ENODEV;
	}
	
	//申请内核内存资源
	fram = devm_kzalloc(&client->dev, sizeof(struct fram_type), GFP_KERNEL);
	if (!fram)
	{
		return -ENOMEM;
	}

	fram->fram_init_finished = 0;			//初始化未完成
	fram->fram_client = client;			//记录i2c接口指针
	fram->device_class = NULL;						//设备节点无效
	fram->device = NULL;						//设备节点无效


	//需要提前设置，否则在 fram_Init 中需要调用 i2c_get_clientdata () 将返回空
	i2c_set_clientdata(client, fram);		// 将fram作为i2c次设备的私有数据区中的设备驱动私有数据

	if (SIZE > 0)
	{
		dev_info(&client->dev, "SIZE=%dB\n", SIZE &0xFFFF);
	}
	else
	{
		SIZE = 2048;	//默认为2KB
	}

	if (SIZE < 128) SIZE = 128;
	if (SIZE > 0x7FF) SIZE = 0x7FF;	//最大大小限制为0x7FF
	fram->size = SIZE;		//初始化FRAM大小
	dev_info(&client->dev, "FRAM SIZE:%dB\n", fram->size);

	//开始芯片硬件探测与初始化
	ret = fram_Init(client);	//初始化并设置初值，也可以通过注册驱动的时候传入参数实现初始化
	if (ret < 0)
	{
		dev_err(&client->dev, "invalid init fram\n");
		return -1;
	}
	mutex_init(&fram->mutex_lock);//初始化互斥锁

	

	sg_fram = fram;						//记录全局设备数据，设备硬件初始化完成了
	fram->fram_init_finished = 1;			//初始化完成

	dev_info(&client->dev, "fram probe succeeded\n");

	return 0;
}

//移除iic驱动
static int device_remove(struct i2c_client* client)
{
	struct fram_type* fram = i2c_get_clientdata(client);	//获取私有数据

	dev_info(&client->dev, "fram_remove\n");
	//释放互斥锁信号
	if (fram != NULL && fram->fram_init_finished)
	{
		mutex_destroy(&fram->mutex_lock);
	}

	return 0;
}

//===========================================================================================
//iic接口相关
static const struct of_device_id fram_match_table[] = {
	{
		.compatible = DTS_COMPATIBLE,
	},
	{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, fram_match_table);

static const struct i2c_device_id fram_id[] = {
	{ DTS_COMPATIBLE, 0 },
	{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, fram_id);

static struct i2c_driver fram_driver = {
	.driver = {
		.name		= DEVICE_NAME,
		.owner		= THIS_MODULE,
		.of_match_table = fram_match_table,
	},
	.probe    = device_probe,	//注册IIC
	.remove = device_remove,
	.id_table	= fram_id,

};

//module_i2c_driver(fram_driver);	//需要使用 i2c_add_driver 在 init中进行注册iic适配器，不能直接使用宏






//设备驱动操作相关接口结构体
static struct file_operations sg_device_opera_fops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = device_open,		//打开驱动文件接口
	.read = device_read,		//读取接口
	.write = device_write,		//写文件接口
	.release = device_release,	//释放文件接口
	.llseek = device_llseek,	//设置文件偏移
	//.ioctl = device_ioctl,		//参数设置接口
};






//驱动接口-驱动入口函数-初始化与申请资源
static int __init device_init(void)
{
	int retvalue;

	//printk("device_module_init\n");

	retvalue = i2c_add_driver(&fram_driver);	//添加iic驱动
	if (retvalue) {
		printk("%s i2c_add_driver failed! %d\n", __func__, retvalue);
		return -ENODEV;
	}

	if (sg_fram == NULL) //设备硬件初始化失败
	{
		printk("initialization failed!\r\n");
		return -EIO;
	}

	//注册字符设备驱动
	retvalue = alloc_chrdev_region(&sg_fram->devno, 0, 1, DEVICE_NAME);	//自动申请设备号，从0开始，申请1个
	if (retvalue < 0) {
		pr_err("alloc_chrdev_region failed!(%d)", retvalue);

		i2c_del_driver(&fram_driver);				//移除iic设备

		return retvalue;
	}
	printk("MAJOR is %d\n", MAJOR(sg_fram->devno));
	printk("MINOR is %d\n", MINOR(sg_fram->devno));

	cdev_init(&sg_fram->cd, &sg_device_opera_fops);			//字符驱动结构体初始化
	retvalue = cdev_add(&sg_fram->cd, sg_fram->devno, 1);	//注册字符设备驱动，数量1
	if (retvalue < 0) {
		pr_err("cdev_add failed!(%d)", retvalue);

		i2c_del_driver(&fram_driver);				//移除iic设备
		unregister_chrdev_region(sg_fram->devno, 1);	//注销一个范围的设备号

		return retvalue;
	}


	//自动在/dev目录下创建设备节点
	sg_fram->device_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);	创建类
	if (NULL == sg_fram->device_class)
	{
		printk(KERN_INFO "create calss failed\n");

		cdev_del(&sg_fram->cd);
		unregister_chrdev_region(sg_fram->devno, 1);	//注销一个范围的设备号

		i2c_del_driver(&fram_driver);				//移除iic设备

		return -1;

	}
	else
	{
		sg_fram->device = device_create(sg_fram->device_class, NULL, sg_fram->devno, NULL, DEVICE_NAME);	//创建设备
		if (NULL == sg_fram->device)
		{
			printk(KERN_INFO "create device failed\n");
			
			cdev_del(&sg_fram->cd);
			unregister_chrdev_region(sg_fram->devno, 1);
			class_destroy(sg_fram->device_class);

			i2c_del_driver(&fram_driver);				//移除iic设备

			return -1;
		}
	}
	printk("%s succeeded\n", DEVICE_NAME);

	return 0;
}




//驱动接口-驱动出口函数-注销资源
static void __exit device_exit(void)
{
	printk("device_module_exit\n");
	i2c_del_driver(&fram_driver);				//移除iic设备

	cdev_del(&sg_fram->cd);						//注销字符设备驱动
	unregister_chrdev_region(sg_fram->devno, 1);	//注销设备号

	device_del(sg_fram->device);
	printk(KERN_INFO "delete device /dev/my_char_dev \n");
	class_destroy(sg_fram->device_class);
	printk(KERN_INFO "delete device /sys/class/my_char_dev \n");


}

module_init(device_init);
module_exit(device_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("cp1300@139.com");

测试代码


void fram_test(void)
{
	int fd;
	u8 buff[512];
	int len;
	int i;

	fd = open("/dev/iic_fram", O_RDWR);
	if(fd < 0)
	{
		printf("open iic_frame error:%d\r\n", fd);
		return ;
	}

	lseek(fd, 0, SEEK_SET);
	len = read(fd, buff, 32);
	if(len <= 0)
	{
		printf("read iic_frame error:%d\r\n", fd);
		return ;
	}
	for(i = 0;i < len;i ++)
	{
		printf("0x%02X \t", buff[i]);
	}
	printf("\r\n");

	//lseek(fd, 0, SEEK_SET);
	/*for(i = 0;i < len;i ++)
	{
		buff[i] = i+0xF0;
	}
	len = write(fd, buff, len);
	if(len <= 0)
	{
		printf("write iic_frame error:%d\r\n", fd);
		return ;
	}*/
	close(fd);

}

读取32字节全部是0