SPI驱动模型框架及spidev.c分析---学习记录

news2025/1/19 23:01:03

SPI设备如何使用

SPI驱动模型框架

SPI 控制器/SPI Master分析

SPI 设备端/SPI Slave分析

SPI 控制器/SPI Master与SPI 设备端/SPI Slave驱动模型

Linux内核自带的SPI 设备端/SPI Slave代码spidev.c

小结

SPI设备如何使用

一般我们使用spi设备驱动是类似文件操作，使用open/read/write/ioctl这些去控制/dev/spix.x，而/dev/spix.x是spi设备驱动实现的。而spi 控制器驱动实现的则是从设备树解析出spi 控制器与设备端的映射关系，并且实现传输接口。

SPI驱动模型框架

SPI驱动分成两部分：SPI控制器或者叫SPI Master，SPI 设备端或者SPI Slave。

先看设备树节点：

&ecspi3 { 
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi3>;
    cs-gpios = <&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    status = "okay";
    
    
    spidev: icm20608@0{
        compatible = "invensense,icm20608";
        interrupt-parent = <&gpio1>;
        interrupts = <1 1>;
        spi-max-frequency = <8000000>; 
        reg = <0>; 
    };
};

ecspi3是控制器节点，在这之下有一个spi设备节点(spidev: icm20608@0)。

那么我们要写驱动应该怎么写呢？猜想应该是要分别实现SPI 控制器以及SPI 设备端。

SPI 控制器/SPI Master分析

如上设备树节点，在设备树的结构里spi控制器为大节点，然后在其内部创建spi设备节点，如下图设备树节点事例。

使用platform总线驱动用来与设备树中的SPI 控制器节点进行匹配,在下图中platform device自然是从设备树中获取，platform driver我们用module_platform_driver或者platform_driver_register来注册。并通过设备树中的compatible属性匹配。最后进入到probe函数中做下一步处理(如下图中的spi_gpio_probe)

这里以spi-imx.c(实现的是SPI 控制器的驱动代码)代码分析：

用一句话概括就是做了三件事：

1.创建spi_master，这个结构体里包含有传输数据的实现。

2.解析出SPI 控制器节点下的所有设备节点，创建spi_device与每一个设备节点对应.

3.映射spi_master与spi_device关系，并初始化硬件信息，实现传输数据。

具体如下：

在spi_imx_probe函数中用spi_alloc_master创建一个spi_master结构体，然后spi_bitbang_start-->spi_register_master---->of_register_spi_devices函数中把设备树中的每一个spi控制器节点下的设备节点(如上图gpio_spi)创建spi_device结构体，这样spi_device与spi_master(如上图的spi3)就有了映射关系，以后操作设备节点的时候，就可以通过spi_device设备节点找到与之对应的spi_master，然后调用spi_master里的传输接口来传输数据。具体传输数据是如何实现的可以在spi-imx.c查看下面设置的3个接口实现

1.spi_imx_probe-->(spi_imx->bitbang.txrx_bufs = spi_imx_transfer;)

2.spi_imx_probe-->spi_bitbang_start-->(master->transfer_one = spi_bitbang_transfer_one;)

3.spi_imx_probe-->spi_bitbang_start-->spi_register_master--> spi_master_initialize_queue-->(master->transfer_one_message = spi_transfer_one_message;)

SPI 设备端/SPI Slave分析

设备端这块就相对简单，因为在SPI 控制器的驱动里已经实现了获取设备端的节点，也就是实现了下图中spi总线下的spi_device，所以我们使用spi_register_driver注册spi_driver结构体，然后实现file_operations结构体的open/read/write/ioctl，这块linux自带的spidev.c已经实现了。