spi总线驱动详解

spi总线驱动详解

Spi总线在实际应用得比较多，所以这篇为文章讲解以实际应用为主，bus总线类型细节不做讲解，感兴趣的读者可以分析源码，研究内核源码我觉得是一件非常有趣的事情，同时也是一门艺术。Spi总线上可以挂flash、wifi网卡等常见设备。本文讲解以挂在flash作为实例。

Spi总线硬件电路如下图所示。一般有四根线– MOSI, MISO, SCK, SS；spi下可以挂在多个设备，SS作为CS片选信号选择那个设备进行通讯。

Spi驱动分为三个层次：Core核心层、SPI控制器驱动、SPI设备驱动。

Core核心层：这个是spi驱动的框架，是通用的spi驱动程序，是剥离出来的代码，与硬件设备没有关系，同时也是SPI控制器与SPI设备之间通讯的桥梁。这一块东西比较复杂，作为开发者来说需要明确怎么使用，spi core代码是不需要修改的，是由linux内核开发人员自行维护。

SPI控制器：实现SPI控制器的操作，必须使能这个spi控制器，如何处理中断、如何发送数据、配置寄存等操作；驱动代码中主要是构造spi_master这个结构，然后注册到spi驱动就行。

SPI设备：这个驱动程序是根据具体的设备而定的，比如flash，就应该按照Mtd块设备方式去放编写驱动程序。

Spi驱动设备树编写如下，这里读者可能看不太明白，我会做一些简单介绍，后期专门拿一篇文章讲解设备树文件。看到图中标红部分的compatible变量名，这个是用来做匹配的；在platform中已经提到过。其它参数是一些在probe函数中获取得到；还可以看到flash是挂在spi控制器的cs 1上的。

首先我们分析spi 控制器驱动，该驱动采用的是platform总线模型，dev部分是通过设备树表现出来的，在上图中可以看到spi节点和一些参数信息。对于platform来说最关心compatible = "xlnx,zynq-qspi-1.0";

Platform drv驱动注册如下：

在图中能够清楚看到与设备树文件匹配的compatible = "xlnx,zynq-qspi-1.0"，这个只是众多匹配规则的一种。匹配成功后会调用probe函数，下面分析probe函数。

图中定义了我们需要构造的spi_master结构，zynq_qspi数据结构是中途需要使用的，属于自定义变量；我们分析680~685这个两个函数到底做了什么。

Spi_alloc实际是分配了一个spi_master+ zynq_qspi大小的空间，初始化mater中最大片选为1，不是从设备；这里的slave在函数调用过程中传入的是false，为了节省篇幅，作者只列举出重点函数接口。读者请这个spi_controller_set_devdata函数，该函数其实是吧&ctlr[1](该指针指向了多分配的zynq_qspi空间首地址)，这里将master中的dev->driver_data=zynq_qspi大小空间。这里再platform总线中讲解数据结构时已经说过这个指针，属于内核使用的指针。spi_master_get_devdata函数其实是把master中的dev->driver_data取出赋值给zynq_qspi指针，分析源码一目了然。

687：又用到了那个内核使用的指针，用来存放master指针，很多读者在想为什么内核需要这样设计，是不是多此一举；这里我肯定回答读者不是，这样内核的好处在于代码内部的耦合性，代码更加紧凑，数据传递仅仅是指针的传递；内核经常使用这个数据结构思想，同时读者需要查看container_of函数。

689：获取platform dev的内存资源信息，级设备树中描述的reg

690：请求io作为内存访问区域，并且映射该地址空间

剩下的是获取参数信息，时钟信息，并且使能等相关操作。这些操作只需要调用内核接口函数。

731：从设备树获取中断管脚信息(怕引起读者误会，设备树在写代码阶段编写的，在内核启动后会将设备树文件解析成platfrom dev文件，有的可能解析成其他类型文件)。

737：注册中断

745：得到片选管脚

752~761：设置spi 控制器硬件相关函数

764：注册master。

2162：创建spi发送数据队列

2176：把该spi控制器添加到spi_controller_list全局链表中

2177~2178：匹配该spi总线下挂了那些设备，如果匹配成功就创建设备；board_list是设备树解析时候赋值的，就这样spi控制器与spi设备驱动之间建立了链接，在spi 设备驱动只需要使用spi_driver结构去编写驱动程序，那么匹配成功后的probe函数会传入spi_device指针，该指针已经和spi控制器做了关联，当spi 设备驱动需要发送数据时，可以通过该spi_device指针去发送数据，也不需要我们手动去选择片选信号，因为在注册spi控制器驱动时已经为每一个设备指定了片选信号。

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