linux的SPI设备驱动程序

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已于 2023-04-12 02:00:39 修改 · 2.6k 阅读

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#linux #驱动开发 #arm开发 #嵌入式硬件

于 2023-04-12 02:00:03 首次发布

文章介绍了SPI接口的基本概念，包括其四线连接和常见应用。接着详细阐述了Linux内核中的SPI驱动程序架构，包括spi_device和spi_driver结构体，以及如何通过probe函数配置设备参数。文章还讨论了设备的注册、匹配和访问机制，如spi_message和spi_transfer结构体在SPI消息传输中的作用，同步和异步传输的实现。最后提到了用户模式下的SPI驱动程序spidev及其使用。

串行外设接口(SPI)是四线总线：MOSI、MISO、串行时钟SCK和片选CS。它常用于连接闪存、AD/DA转换器。主设备生成时钟和管理片选CS，速度可达80MB，远超I2C总线。

一、驱动程序架构

SPI设备在内核中表示为struct spi_device{}，管理他们的驱动程序的实例是struct spi_driver{}。spi的拓扑结构如下图：

1. 设备spi_device{}结构

struct spi_device {
    struct device dev;
    struct spi_master *master;  // 表示设备所连接的SPI控制器
    u32 max_speed_hz; // 设备的最大时钟频率，可以在传输时用spi_transfer().speed_hz参数修改频率
    u8 chip_select;  // 
    u8 bits_per_word;
    u16 mode; // 指定是LSB还是MSB，默认是MSB
    int irq;  //这代表中断号，应该将它传递给request_irq来接收此设备的中断。
    [...];
    int cs_gpio;
};

2. 驱动spi_driver{}结构

spi_driver{}结构体

struct spi_driver {
    const struct spi_device_id *id_table;
    struct device_driver driver;
    int (*probe)(struct spi_device *spi);
    int (*remove)(struct spi_device *spi);
    int (*shutdown)(struct spi_device *spi);
};


// SPI可以修改CS状态、每字的位数、时钟，其probe函数如下
static int my_probe(struct spi_device *spi) {
    int ret;
    
    [...]
    spi->mode = SPI_MODE_0;
    spi->max_speed_hz = 20000000; // 设备的最大时钟数
    spi->bits_per_word = 16; // 每个字的位数
    ret = spi_setup(spi);
    if (ret < 0) return ret;
    [...] // 其他省略的内容

    
    return ret;
}

可以获取对应的struct spi_device_id{}的指针，另外也支持void spi_set_drvdata(struct spi_device *, void *)和void *spi_get_drvdata(spi_device *spi)获取driverdata，使用示例如下：

struct mc33880 {
    struct mutext lock;
    u8 bar;
    struct foo chip;
    str

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