linux下SPI驱动核心分析

SPI驱动的框架​

SPI总线的核心文件：\drivers\spi\spi.c​

厂家提供

linux标准 用户针对不同的设备自己实现​

SPI总线设备层的注册一般由厂家完成，用户只需要编写SPI的驱动层即可。​

在spi.c中调用了总线注册函数，注册了SPI总线。​

status = bus_register(&spi_bus_type);​

总线类型定义：​

struct bus_type spi_bus_type = {​ .name= "spi",​ .dev_attrs= spi_dev_attrs,​ .match= spi_match_device, /*匹配设备端与驱动端处理函数*/​ .uevent= spi_uevent,​ .pm= &spi_pm,​ };​

spi的函数接口​

1.2.1 spi 驱动注册与注销​

int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv) //注册SPI的驱动端​ static inline void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv) //注销SPI驱动端​

以上两个函数在SPI驱动端使用。注册SPI的驱动。​

SPI驱动的注册参考：\drivers\spi\spidev.c​

1.2.2 分配SPI主控制器​

struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *dev, unsigned size);​

在该函数里创建了新的SPI设备，最终注册了SPI设备。​

创建SPI设备调用流程：spi_match_master_to_boardinfo() --> spi_new_device​

最终在of_register_spi_devices函数里注册添加了SPI设备端。​

1.2.3 获取SPI设备数据​

static inline void spi_master_set_devdata(struct spi_master *master, void *data) //设备数据设置​ static inline void *spi_master_get_devdata(struct spi_master *master) //设备数据获取​

在分配SPI主控制器的时候已经调用了SPI设备数据设置函数进行了设置，所以获取数据的函数就将设置的数据取出来。​

1.2.4. 注册SPI主控制器​

int spi_register_master(struct spi_master *master) //注册SPI控制器​ void spi_unregister_master(struct spi_master *master) //注销SPI控制器​

SPI的主控器一般由厂家提供注册。​

exynos4412的SPI主控制器注册参考：\drivers\spi\spi-s3c64xx.c​

一个SPI主控制器结构就表示一路CPU的SPI总线接口。​

• struct spi_master结构原型如下：​

struct spi_master {​ struct devicedev; //驱动设备接口​ struct list_head list; //链表头​ s16bus_num; //总线编号​ u16num_chipselect; //SPI片选编号​ u16dma_alignment; //DMA模式​ u16mode_bits; ​ u16flags;​ #define SPI_MASTER_HALF_DUPLEXBIT(0)/* can't do full duplex */​ #define SPI_MASTER_NO_RXBIT(1)/* can't do buffer read */​ #define SPI_MASTER_NO_TXBIT(2)/* can't do buffer write */​ spinlock_tbus_lock_spinlock;​ struct mutexbus_lock_mutex;​ boolbus_lock_flag;​ int(*setup)(struct spi_device *spi); 更新SPI采样时钟​ int(*transfer)(struct spi_device *spi,struct spi_message *mesg); 添加消息到SPI控制器的队列​ void(*cleanup)(struct spi_device *spi);​ boolqueued;​ struct kthread_workerkworker;​ struct task_struct*kworker_task;​ struct kthread_workpump_messages;​ spinlock_tqueue_lock;​ struct list_headqueue;​ struct spi_message*cur_msg;​ boolbusy;​ boolrunning;​ boolrt;​ int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);​ int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,struct spi_message *mesg);​ int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master);​ };​

1.2.5 SPI控制器的使用计数​

static inline void spi_master_put(struct spi_master *master) //取消SPI控制器的使用计数​

1.2.6 注册SPI板级设备信息​

int __devinitspi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)​

该函数一般在板级初始化代码里调用。比如：exynos4412开发板的SPI板级信息设置在mach-tiny4412.c文件的底层初始化函数里调用。struct spi_board_info结构体里保存了与SPI驱动端匹配的名称。​

该函数里最终将传入的struct spi_board_info结构加入到struct boardinfo 结构的链表中。​

• struct spi_board_info 结构体原型：

struct spi_board_info {​ charmodalias[SPI_NAME_SIZE];设备名称，与驱动端做匹配使用*/​ const void*platform_data;/*平台数据*/​ void*controller_data;​ intirq;​ u32max_speed_hz; //最大时钟频率​ u16bus_num; //总线编号​ u16chip_select;​ u8mode; //数据传输模式​ };​

• struct spi_board_info 结构体填充示例：

static struct spi_board_info spi1_board_info[] __initdata = {​ {​ .modalias = "spidev",​ .platform_data = NULL,​ .max_speed_hz = 10*1000*1000,​ .bus_num = 1,​ .chip_select = 0,​ .mode = SPI_MODE_0,​ .controller_data = &spi1_csi[0],​ }​

1.2.7 设置SPI驱动私有数据​

static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data) //设置私有数据​ static inline void *spi_get_drvdata(struct spi_device *spi) //获取设置的私有数据​

spi_set_drvdata功能：​

将data指针赋值给spi的dev->p->driver_data成员。​

spi_get_drvdata功能：​

获取之前设置的数据指针。​

1.2.8 初始化SPI信息结构​

static inline void spi_message_init(struct spi_message *m)​

• struct spi_message结构：

struct spi_message {​ struct list_headtransfers;​ struct spi_device*spi;加到传输队列中的spi设备 ​ unsignedis_dma_mapped:1;​ void(*complete)(void *context);传输完成回调函数​ void*context; //complete函数的参数 ​ unsignedactual_length;//所有成功传输字段的总长度 ​ intstatus;//传输成功返回0，否则返回错误 ​ struct list_headqueue;​ void*state;​ };​

1.2.9 添加信息结构​

static inline voidspi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)​

功能：将struct spi_message m结构添加到struct spi_transfer 结构的transfer_list成员中。​

• struct spi_transfer结构原型：​

struct spi_transfer {​ const void*tx_buf; //写数据的缓冲区​ void*rx_buf; //读数据的缓冲区​ unsignedlen; //数据长度​ dma_addr_ttx_dma; //DMA地址​ dma_addr_trx_dma;​ unsignedcs_change:1;​ u8bits_per_word; //传输的字节数，不设置使用默认的​ u16delay_usecs;//微秒延时，用以传输数据后，改变片选信号前​ u32speed_hz;//传输速率，不选就用默认的 ​ struct list_head transfer_list;​ }​

1.2.10 SPI异步传输数据​

int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)​

参数：​

struct spi_device *spi ：交换数据的SPI设备​

struct spi_message *message ：传输的信息结构​

1.2.11 等待传输完成​

void __sched wait_for_completion(struct completion *x)​

该函数在SPI发送的时候有调用到，等待SPi的数据发送完成。​

1.2.12 设置SPI的时钟与速率​

int spi_setup(struct spi_device *spi)​

1.2.13 SPI同步传输​

int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)​

该函数传输数据的过程中会进行阻塞。​

1.2.14 SPI同步写函数​

static inline int spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len);​

参数：​

@spi: 要写的SPI设备​

@buf: 写入的数据缓冲区​

@len: 写入的数据缓冲区大小​

1.2.15 SPI同步读​

static inline int spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)​

参数：​

将被读的设备​

读出存放的数据缓冲区​

读出的数据缓冲区大小​

1.2.16 SPI同步8位写紧随其后的8位读--（不是同步，写和读是分开两次进行的）​

static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd)​

参数：​

数据交换的SPI设备​

寄存器命令​

1.2.17 SPI同步8位写紧随其后的16位读-（不是同步，写和读是分开两次进行的）​

static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd)​

参数：​

数据交换的SPI设备​

寄存器命令​

1.2.18 先写后读同步​

int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,const void *txbuf, unsigned n_tx,void *rxbuf, unsigned n_rx)​

参数：​

数据交换的设备​

写数据(不需要dma-safe)​

大小,以字节为单位​

将读数据的缓冲区(不需要dma-safe)​

大小,以字节为单位​

1.3 linxu内核的SPI测试代码​

Linxu内核自带的SPI驱动注册示例代码：\drivers\spi\spidev.c​

Linxu内核自带的SPI APP注册示例代码：\Documentation\spi​

配置exynos 4412内核支持SPI总线​

Exynos4412设备的板级资源在mach-tiny4412.c中定义，如果要保证SPI驱动端的资源探测函数能够正常调用，需要保证mach-tiny4412.中的SPI设备名称与SPI驱动端的一样。​

1.4 SPI子系统使用测试​

/*​ 函数功能：读取设备ID和制造商ID​ W25Q64： EF16​ W25QQ128：EF17​ 参数：0x90表示读取ID号的指令​ */​ unsigned short W25Q64_ReadDeviceID(void)​ {​ /*使用硬件SPI同步读写时序*/​ char tx_buf[6]={0x90,0x0,0x0,0x0,0xFF,0xFF};​ char rx_buf[6];​ struct spi_message m;​ struct spi_transfer t=​ {​ .tx_buf=tx_buf,​ .rx_buf=rx_buf,​ .len=6,​ .delay_usecs=0,​ .speed_hz=1000000,​ .bits_per_word=8​ };​ spi_message_init(&m);​ spi_message_add_tail(&t,&m);​ spi_sync(w25q64_spi_Device,&m);​ return rx_buf[4]<<8|rx_buf[5]; /*得到ID值*/​ }​