Linux内核SPI子系统初始化驱动架构

#define SPI_CPOL 0x02
/* clock polarity */时钟极性
#define SPI_MODE_0 (0|0)
/* (original MicroWire) */四种传输模式
#define SPI_MODE_1 (0|SPI_CPHA)
#define SPI_MODE_2 (SPI_CPOL|0)
spi_transfer{} *tx_buf ... ...
transfers_list
注 1：通过 spi_register_board_ino(struct spi_board_info const *info, unsigned n)将板卡上的含 n 个 spi_board_info 结构的 数组复制给 boardinfo 的 board_info,然后将 boardinfo 添加到 board_list 链表 注 2：在注册完 spi master 的时候，会调用 scan_boardinfo()函数，该函数会扫描先前已经注册在 board_list 链表上的 board_info，然后再根据 spi_board_info->bus_num 是否与 master->bus_num 一致，若一致就就调 spi_new_device() 函数
图示如下：
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spi 重要的数据结构
struct spi_board_info {//该结构主要用来匹配 spi master 和初始化 spi_device
char
modalias[SPI_NAME_SIZE];
const void *platform_data;
void
*controller_data;
int
spi_alloc_device()： dev.bus = spi_bus_type
spi_match_device(struct device *dev, struct device_driver *drv) 函数 根据 spi 设备以及驱动的名称或驱动所支 持的设备链表 id_table 进行适配，适 配原则就是 spi_device{}.modalias 字 段 是 否 和 spi_driver{}.driver->name 或 spi_driver{}.id_table->name 相同
irq;
u32
max_speed_hz;
u16
bus_num;
u16
chip_select;
u8
mode;
};
成员变量解说： modalias 将初始化 spi_device{}.modalias（三星的 spi 设备使用了“spidev”），用来和 spi_driver{}.driver->name 匹配 platform_data 将初始化 spi_device{}.dev.platform_data，存储驱动的特定数据 controller_data 将初始化 spi_device{}.controller_data，有些控制器需要有关硬件设置的提示，如 DMA irq 将初始化 spi_device{}.irq,由硬件原理图确定 max_speed_hz，最大的传输速率，取决于 spi 设备芯片的 datasheet 以及 spi master,如果 spi 设备最大速率大于 spi master 的最大
spi_register_driver()： drv.bus = spi_bus_type
spi_drv_prore() xxx_spi_prore()
当驱动和设备 match 成功后就会 调用 spi 驱动的 spi_drv_prore()， 该函数最终调用的是先前以及注 册的驱动的特定 Xxx_spi_prore(), 完成 spi 特定设备的注册。
SPI 主模块和与之通信的外设备时钟相位和极性应该一致。SPI 主模块和与之通 信的外设备时钟相位和极性应该一致。个人理解这句话有 2 层意思：其一，主设备 SPI 时钟和极性的配置应该由外设来决定；其二，二者的配置应该保持一致，即主 设备的 SDO 同从设备的 SDO 配置一致，主设备的 SDI 同从设备的 SDI 配置一 致。因为主从设备是在 SCLK 的控制下，同时发送和接收数据，并通过 2 个双向 移位寄存器来交换数据。
spi 的四种传输模式 LSB（Least Significant Bit），意为最低有效位；MSB（Most Significant Bit），意为最高有效位
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struct boardinfo {
struct list_head list;
unsigned
n_board_info;
struct spi_board_info board_info[0];
#define SPI_READY 0x80
/* slave pulls low to pause * /
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SPI 模块为了和外设进行数据交换，根据外设工作要求，其输出串行同步时钟 极性和相位可以进行配置，时钟极性（CPOL）对传输协议没有重大的影响。
如果 CPOL=0，串行同步时钟的空闲状态为低电平；如果 CPOL=1，串行同 步时钟的空闲状态为高电平。时钟相位（CPHA）能够配置用于选择两种不同的传 输协议之一进行数据传输。如果 CPHA=0，在串行同步时钟的第一个跳变沿（上 升或下降）数据被采样；如果 CPHA=1，在串行同步时钟的第二个跳变沿（上升 或下降）数据被采样。
#define SPI_MODE_3 (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
#define SPI_CS_HIGH 0x04
/* chipselect active high? */片选电位为高
#define SPI_LSB_FIRST 0x08
/* per-word bits-on-wire */先输出低比特位
SPI 子系统驱动架构以及其数据传输
2013 年 1 月 24 日
目标：
分析整理 SPI 子系统初始化驱动架构；
本文要点：
1、spi 重要数据结构及关系图； 2、spi 子系统初始化驱动架构； 3、spi 数据的传输；
硬件框图：
Slave1
Slave2
……
SPI Master1
SCLK MOSI MISO SS1 SS2
.name[MAX]
... ...
SPI 设备模型总图
device{}
.name ... ... .bus = “spi_bus_type” ... ...
spi_match_device()
device_driver{}
.name ... ... .bus = “spi_bus_type” ... ...
spi_board_info 与 boardinfo 的关系： spi_board_info：每个 spi_board_info 代表一个设备，spi_board_info 以数组的形式组织 boardinfo ： boardinfo 会 将 spi_board_info[] 的 内 容 拷 贝 过 来 填 充 其 board_info[] 结 构 ， 相 关 函 数 为 spi_register_board_ino(struct spi_board_info const *info, unsigned n)，其中 n 代表有多少个 spi_board_info 这 样的数组元素。系统里可能有多个 board_info，所有的 boardinfo 都会连接到一个全局 SPI 设备链表。
platform_data 和 controller_data 区别：platform_data 存储驱动相关的内容，controller_data 则是存储的与 spi 控制器相关的内容
spi_board_info{}.mode 定义
#define SPI_CPHA 0x01
/* clock phase */时钟相位
… … (片选信号可以有多个)
Slave1
Slave2
……
SPI Master2
SCLK
MOSI MISO SS1 S图
spi_board_info{} char modalias[MAX] *platform_data *controller_data irq bus_num chip_select ... ...
速率，max_speed_hz 等于 master 的最大速率，如果 spi 设备最大速率小于 spi master 的最小速率，那么 max_speed_hz 等于 master 的最小速率
mode 模式，包括属于哪种传输模式，是否是三线模式，片选信号激活时候电平高低等，spi_master{}.mode_bits 会和他适配。 bus_num 用于和 spi _master{}.bus_num 适配，硬件上该设备会连接到系统的某个 spi master 上 chip_select 将初始化 spi_device{}.chip_select，表示该 spi 设备在硬件上是连接到 spi 控制器的第几个片选脚。起始为 0，不能大 过 spi_master{}.num_chipselect（由硬件决定，即 spi 控制器的 SS 片选管脚的个数）
#define SPI_3WIRE 0x10
/* SI/SO signals shared */输入输出共享接口，此时只能够半双工
#define SPI_LOOP 0x20
/* loopback mode */回写/回显模式
#define SPI_NO_CS 0x40
/* 1 dev/bus, no chipselect */只有单个从设备
};
成员变量解说： list 链表，连接到一个名叫 board_list 的链表 n_board_info 有几个 spi_board_info 结构。spi_register_board_ino(struct spi_board_info const *info, unsigned n)