基于S3C2440的嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)——SPI子系統(tǒng)解讀（一）

本文將介紹SPI子系統(tǒng)。內(nèi)核版本為2.6.30。如有錯(cuò)誤歡迎指正。

預(yù)備知識(shí)要求：1.SPI總線

2. platfrom平臺(tái)

3. sysfs子系統(tǒng)

4. 閱讀過LDD3第3，5，6，7，9，10，11章的內(nèi)容。

NOTE：如果沒有看過LDD3的相關(guān)內(nèi)容，直接看內(nèi)核源碼將非常吃力！?。?/p>

PC主機(jī)：Ubuntu 和 redhat 9.0

目標(biāo)板：TQ2440開發(fā)板 cpu:s3c2440 linux內(nèi)核:2.6.30

0.引言

本系列文章對(duì)Linux設(shè)備模型中的SPI子系統(tǒng)進(jìn)行講解。SPI子系統(tǒng)的講解將分為4個(gè)部分。

第一部分，即本篇文章，將對(duì)SPI子系統(tǒng)整體進(jìn)行描述，同時(shí)給出SPI的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，最后描述SPI總線的注冊(cè)。

第二部分，該文將對(duì)SPI的主控制器(master)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行描述。 基于S3C2440的嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)——SPI子系統(tǒng)解讀（二）

第三部分，該文將對(duì)SPI設(shè)備驅(qū)動(dòng)，也稱protocol 驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行講解?；赟3C2440的嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)——SPI子系統(tǒng)解讀（三）

第四部分，通過SPI設(shè)備驅(qū)動(dòng)留給用戶層的API，我們將從上到下描述數(shù)據(jù)是如何通過SPI的protocol 驅(qū)動(dòng)，由bitbang中轉(zhuǎn)，最后由master驅(qū)動(dòng)將數(shù)據(jù)傳輸出去。

基于S3C2440的嵌入式Linux驅(qū)動(dòng)——SPI子系統(tǒng)解讀（四）

1.SPI子系統(tǒng)綜述

SPI子系統(tǒng)從上到下分為：spi設(shè)備驅(qū)動(dòng)層，核心層和master驅(qū)動(dòng)層。其中master驅(qū)動(dòng)抽象出spi控制器的相關(guān)操作，而spi設(shè)備驅(qū)動(dòng)層抽象出了用戶空間API。

platform_device結(jié)構(gòu)中描述了SPI控制器的相關(guān)資源，同時(shí)在板級(jí)信息中將會(huì)添加spi設(shè)備的相關(guān)信息。master驅(qū)動(dòng)將以platform_driver形式體現(xiàn)出來，也就是說

在主控制器(master)和主控制器驅(qū)動(dòng)將掛載到platform總線上。platform_driver的probe函數(shù)中將注冊(cè)spi_master，同時(shí)將會(huì)獲取在板級(jí)信息中添加的spi設(shè)備，將該

信息轉(zhuǎn)換成spi_device，然后注冊(cè)spi_device到spi總線上。spi_driver結(jié)構(gòu)用于描述spi設(shè)備驅(qū)動(dòng)，也將掛載到spi總線上。連同spi_driver一起注冊(cè)的是字符設(shè)備，該

字符設(shè)備將提供5個(gè)API給用戶空間。通過API，用戶空間可以執(zhí)行半雙工讀、半雙工寫和全雙工讀寫。

2. SPI的相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

這里將介紹內(nèi)核所用到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還有些結(jié)構(gòu)將在用到時(shí)加以說明。

2.1 spi_master

該結(jié)構(gòu)用于描述SOC的SPI控制器，S3C2440共有兩個(gè)SPI控制器。

/**

*structspi_master-interfacetoSPImastercontroller

*@dev:deviceinterfacetothisdriver

*@bus_num:board-specific(andoftenSOC-specific)identifierfora

*givenSPIcontroller.

*@num_chipselect:chipselectsareusedtodistinguishindividual

*SPIslaves,andarenumberedfromzerotonum_chipselects.

*eachslavehasachipselectsignal,butit'scommonthatnot

*everychipselectisconnectedtoaslave.

*@dma_alignment:SPIcontrollerconstraintonDMAbuffersalignment.

*@setup:updatesthedevicemodeandclockingrecordsusedbya

*device'sSPIcontroller;protocolcodemaycallthis.This

*mustfailifanunrecognizedorunsupportedmodeisrequested.

*It'salwayssafetocallthisunlesstransfersarependingon

*thedevicewhosesettingsarebeingmodified.

*@transfer:addsamessagetothecontroller'stransferqueue.

*@cleanup:freescontroller-specificstate

*

*EachSPImastercontrollercancommunicatewithoneormore@spi_device

*children.Thesemakeasmallbus,sharingMOSI,MISOandSCKsignals

*butnotchipselectsignals.Eachdevicemaybeconfiguredtousea

*differentclockrate,sincethosesharedsignalsareignoredunless

*thechipisselected.

*

*ThedriverforanSPIcontrollermanagesaccesstothosedevicesthrough

*aqueueofspi_messagetransactions,copyingdatabetweenCPUmemoryand

*anSPIslavedevice.Foreachsuchmessageitqueues,itcallsthe

*message'scompletionfunctionwhenthetransactioncompletes.

*/

structspi_master{

structdevicedev;

/*otherthannegative(==assignonedynamically),bus_numisfully

*board-specific.usuallythatsimplifiestobeingSOC-specific.

*example:oneSOChasthreeSPIcontrollers,numbered0..2,

*andoneboard'sschematicsmightshowitusingSPI-2.software

*wouldnormallyusebus_num=2forthatcontroller.

*/

s16bus_num;

/*chipselectswillbeintegraltomanycontrollers;someothers

*mightuseboard-specificGPIOs.

*/

u16num_chipselect;//該值不能為0，否則會(huì)注冊(cè)失敗

/*someSPIcontrollersposealignmentrequirementsonDMAable

*buffers;letprotocoldriversknowabouttheserequirements.

*/

u16dma_alignment;

/*Setupmodeandclock,etc(spidrivermaycallmanytimes).

*

*IMPORTANT:thismaybecalledwhentransferstoanother

*deviceareactive.DONOTUPDATESHAREDREGISTERSinways

*whichcouldbreakthosetransfers.

*/

int(*setup)(structspi_device*spi);

/*bidirectionalbulktransfers

*

*+Thetransfer()methodmaynotsleep;itsmainroleis

*justtoaddthemessagetothequeue.

*+Fornowthere'snoremove-from-queueoperation,or

*anyotherrequestmanagement

*+Toagivenspi_device,messagequeueingispurefifo

*

*+Themaster'smainjobistoprocessitsmessagequeue,

*selectingachipthentransferringdata

*+Iftherearemultiplespi_devicechildren,thei/oqueue

* arbitration algorithm is unspecified (round