spi驱动,Linux驱动修炼之道-SPI驱动框架源码分析(上)

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SPI协议是一种同步的串行数据连接标准，由摩托罗拉公司命名，可工作于全双工模式。相关通讯设备可工作于m/s模式。主设备发起数据帧，允许多个从设备的存在。每个从设备
有独立的片选信号，SPI一般来说是四线串行总线结构。
接口：
SCLK——Serial Clock(output from master)时钟(主设备发出)
MOSI/SIMO——Master Output, Slave Input(output from master)数据信号线mosi(主设备发出)
MISO/SOMI——Master Input,Slave Outpu(output from slave)数据信号线(从设备)
SS——Slave Select(active low;output from master)片选信号
下面来看一下Linux中的SPI驱动。在Linux设备驱动框架的设计中，有一个重要的主机，外设驱动框架分离的思想，如下图。

外设a,b,c的驱动与主机控制器A,B,C的驱动不相关，主机控制器驱动不关心外设，而外设驱动也不关心主机，外设只是访问核心层的通用的API进行数据的传输，主机和外设之间可以进行任意的组合。如果我们不进行如图的主机和外设分离，外设a,b,c和主机A,B,C进行组合的时候，需要9种不同的驱动。设想一共有个主机控制器，n个外设，分离的结构是需要m+n个驱动，不分离则需要m*n个驱动。
下面介绍spi子系统的数据结构：
在Linux中，使用spi_master结构来描述一个SPI主机控制器的驱动。
struct spi_master { struct device dev; /*总线编号，从0开始*/ s16 bus_num; /*支持的片选的数量，从设备的片选号不能大于这个数量*/ u16 num_chipselect; u16 dma_alignment; /*改变spi_device的特性如：传输模式，字长，时钟频率*/ int (*setup)(struct spi_device *spi); /添加消息到队列的方法，这个函数不可睡眠，他的任务是安排发生的传送并且调用注册的回调函数complete()/ int (*transfer)(struct spi_device *spi,struct spi_message *mesg); void (*cleanup)(struct spi_device *spi); };
分配，注册和注销的SPI主机的API由SPI核心提供：
struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *host, unsigned size); int spi_register_master(struct spi_master *master); void spi_unregister_master(struct spi_master *master);
在Linux中用spi_driver来描述一个SPI外设驱动。
struct spi_driver { int (*probe)(struct spi_device *spi); int (*remove)(struct spi_device *spi); void (*shutdown)(struct spi_device *spi); int (*suspend)(struct spi_device *spi, pm_message_t mesg); int (*resume)(struct spi_device *spi); struct device_driver driver; };
可以看出，spi_driver结构体和platform_driver结构体有极大的相似性，都有probe(),remove(),suspend(),resume()这样的接口。
Linux用spi_device来描述一个SPI外设设备。
struct spi_device { struct device dev; struct spi_master *master; //对应的控制器指针 u32 max_speed_hz; //spi通信的时钟 u8 chip_select; //片选，用于区分同一总线上的不同设备 u8 mode; #define SPI_CPHA 0x01 /* clock phase */ #define SPI_CPOL 0x02 /* clock polarity */ #define SPI_MODE_0 (0|0) /* (original MicroWire) */ #define SPI_MODE_1 (0|SPI_CPHA) #define SPI_MODE_2 (SPI_CPOL|0) #define SPI_MODE_3 (SPI_CPOL|SPI_CPHA) #define SPI_CS_HIGH 0x04 /* chipselect active high? */ #define SPI_LSB_FIRST 0x08 /* per-word bits-on-wire */ #define SPI_3WIRE 0x10 /* SI/SO signals shared */ #define SPI_LOOP 0x20 /* loopback mode */ u8 bits_per_word; //每个字长的比特数 int irq; //使用的中断 void *controller_state; void *controller_data; char modalias[32]; //名字 };
如下图，看这三个结构的关系：

下边来看两个板级的结构，其中spi_board_info用来初始化spi_device，s3c2410_spi_info用来初始化spi_master。这两个板级的结构需要在移植的时候在arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中初始化。
struct spi_board_info { char modalias[32]; //设备与驱动匹配的唯一标识 const void *platform_data; void *controller_data; int irq; u32 max_speed_hz; u16 bus_num; //设备所归属的总线编号 u16 chip_select; u8 mode; }; struct s3c2410_spi_info { int pin_cs; //芯片选择管脚 unsigned int num_cs; //总线上的设备数 int bus_num; //总线号 void (*gpio_setup)(struct s3c2410_spi_info *spi, int enable); //spi管脚配置函数 void (*set_cs)(struct s3c2410_spi_info *spi, int cs, int pol); };
 
 
struct boardinfo { /*用于挂到链表头board_list上*/ struct list_head list; /*管理的spi_board_info的数量*/ unsigned n_board_info; /*存放结构体spi_board_info*/ struct spi_board_info board_info[0]; };
未完待续

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