【SemeDrive】【X9H】SPI 通讯 —— 应用层到驱动层的调用

前言：

硬件平台：X9H
软件版本：PTG4.0
当应用层的 SPI 通讯失败时，需要弄清楚问题出现在哪个环节才能进行下一步动作。以下为 SPI 通讯时应用层到驱动层的代码调用流程。

一、整体架构

SPI 设备驱动：挂载在 SPI 总线上的设备的驱动，根据设备类型的不同有多种多样的驱动
SPI 通用接口：通用的 SPI 操作接口，API 库，SPI 设备驱动和 SPI 控制器驱动之间的纽带
SPI 控制器驱动：芯片内部的 SPI 控制器的驱动，封装了最基础的 SPI 操作接口，直接控制寄存器和中断响应
SPI 寄存器：硬件单元，使用 SPI 控制器驱动文件（kernel/drivers/spi/spi-dw.c）中的接口（dw_spi_show_regs）可以获取相关寄存器的值

SPI 控制器驱动注册时向 SPI 通用接口(spi.c)提供了 spi_controller 的数据结构，这个结构体里封装了对硬件 SPI 的操作函数。

SPI 设备驱动可以通过调用 spi.c 里提供的 API 接口来间接地调用 SPI 控制器驱动的函数。

SPI 控制器驱动和 SPI 设备驱动通过 spi.c 连接，耦合度低，可以随意搭配。

二、应用到驱动的代码调用

以下程序为例分析应用到驱动的代码调用：

应用程序：kernel/tools/spi/spi_test.c ，linux 内核自带的 spi_test 程序
SPI 设备驱动： kernel/drivers/spi/spidev.c 
SPI 通用接口：kernel/drivers/spi/spi.c
SPI 控制器驱动：kernel/drivers/spi/spi-dw-mmio.c 和 kernel/drivers/spi/spi-dw.c， spi-dw-mmio.c 主要负责设备注册，spi-dw.c 负责模式配置和数据传输。

spi 子节点注册完成后，会在 /dev/ 下创建一个设备节点。应用层通过这个节点和 ioctrl 接口调用驱动层的代码。

ioctrl 接口的参数可以分为两种： spi 模式配置和数据传输。

spi 模式配置 ：

配置 spi 的 MAX_SPEED_HZ，BITS_PER_WORD，LSB_FIRST，WR_MODE 等属性。

代码流程:

spi 数据传输：

驱动在 spi.c 的 spi_transfer_one_message 函数中对片选线进行选中或取消，由程序可知，设备驱动每调用一次 spidev_sync，如果数据没有丢失，那么每 sync 一次则产生一次 spi 通讯。
一个 message 包含多个 xfer，一个 message 为一次通讯，一个 xfer 调用一次 spi 控制器驱动中的 dw_spi_transfer_one 接口，dw_spi_transfer_one 则通过 dw_writel 函数写入寄存器。

代码流程：

一次传输的大小即为一个 struct spi_message ，使用 spi_test 测试，携带的数据最大为 4096 bytes。

struct spi_message {
    struct list_head    transfers;
    struct spi_device   *spi;
    unsigned        is_dma_mapped:1;
    void            (*complete)(void *context);
    void            *context;
    unsigned        frame_length;
    unsigned        actual_length;
    int         status;
    struct list_head    queue;
    void            *state;
    struct list_head        resources;
};​

总结：以上为应用 spi_test.c 到设备驱动、控制器驱动、寄存器读写的大概代码调用流程。

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