參考：驅(qū)動程序開發(fā)：SPI設(shè)備驅(qū)動_spi驅(qū)動_鄧家文007的博客-CSDN博客
目錄
一、SPI驅(qū)動簡介
1.1 SPI架構(gòu)概述
1.2 SPI適配器（控制器）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1.2 SPI設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
1.3 SIP設(shè)備驅(qū)動
1.4 接口函數(shù)
?二、SPI驅(qū)動模板
一、SPI驅(qū)動簡介
SPI驅(qū)動框架和I2C驅(qū)動框架是十分相似的，不同的是因為SPI是通過片選引腳來選擇從機設(shè)備的，因此SPI不再需要像I2C那樣先進行尋址操作（查詢從機地址）后再進行對應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)交互，并且SPI是全雙工通信，通信速率要遠高于I2C。
但是SPI顯然占用的硬件資源也比I2C要多，并且SPI沒有了像I2C那樣指定的流控制（例如開始、停止信號）和沒有了像I2C應(yīng)當(dāng)機制（導(dǎo)致無法確認(rèn)數(shù)據(jù)是否接收到了）。
1.1 SPI架構(gòu)概述
Linux的SPI體系結(jié)構(gòu)可以分為3個組成部分：
- spi核心（SPI Core）：SPI Core是Linux內(nèi)核用來維護和管理spi的核心部分，SPI Core提供操作接口函數(shù)，允許一個spi master，spi driver和spi device初始化時在SPI Core中進行注冊，以及退出時進行注銷。
- spi控制器驅(qū)動或適配器驅(qū)動（SPI Master Driver）：SPI Master針對不同類型的spi控制器硬件，實現(xiàn)spi總線的硬件訪問操作。SPI Master 通過接口函數(shù)向SPI Core注冊一個控制器。
- spi設(shè)備驅(qū)動（SPI Device Driver）：SPI Driver是對應(yīng)于spi設(shè)備端的驅(qū)動程序，通過接口函數(shù)向SPI Core進行注冊，SPI Driver的作用是將spi設(shè)備掛接到spi總線上。
Linux的軟件架構(gòu)圖如下圖所示：?
1.2 SPI適配器（控制器）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
參考內(nèi)核文件：include/linux/spi/spi.h
Linux中使用spi_master結(jié)構(gòu)體描述SPI控制器，里面最重要的成員就是transfer函數(shù)指針：
transfer 函數(shù)，和 i2c_algorithm 中的 master_xfer 函數(shù)一樣，控制器數(shù)據(jù)傳輸函數(shù)。
transfer_one_message 函數(shù)，也用于 SPI 數(shù)據(jù)發(fā)送，用于發(fā)送一個 spi_message，SPI 的數(shù)據(jù)會打包成 spi_message，然后以隊列方式發(fā)送出去。
1.2 SPI設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
參考內(nèi)核文件：include/linux/spi/spi.h
Linux中使用spi_device結(jié)構(gòu)體描述SPI設(shè)備，里面記錄有設(shè)備的片選引腳、頻率、掛在哪個SPI控制器下面：
1.3 SIP設(shè)備驅(qū)動
參考內(nèi)核文件：include/linux/spi/spi.h
Linux中使用spi_driver結(jié)構(gòu)體描述SPI設(shè)備驅(qū)動：
可以看出，spi_driver 和 i2c_driver、 platform_driver 基本一樣，當(dāng) SPI 設(shè)備和驅(qū)動匹配成功以后 probe 函數(shù)就會執(zhí)行。?
比如：spi1下面接有兩個設(shè)備（有兩個片選信號），我們就可以把設(shè)備放入子節(jié)點里面，子節(jié)點將有內(nèi)核解析后轉(zhuǎn)換成一個spi_device，與某一個spi_driver匹配后，spi_driver里的probe函數(shù)就被調(diào)用，我們在probe函數(shù)里就可以注冊字符設(shè)備驅(qū)動程序。
1.4 接口函數(shù)
函數(shù)原形：文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-679478.html
- 簡易函數(shù)
/**
* SPI同步寫
* @spi: 寫哪個設(shè)備
* @buf: 數(shù)據(jù)buffer
* @len: 長度
* 這個函數(shù)可以休眠
*
* 返回值: 0-成功, 負(fù)數(shù)-失敗碼
*/
static inline int
spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len);
/**
* SPI同步讀
* @spi: 讀哪個設(shè)備
* @buf: 數(shù)據(jù)buffer
* @len: 長度
* 這個函數(shù)可以休眠
*
* 返回值: 0-成功, 負(fù)數(shù)-失敗碼
*/
static inline int
spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len);
/**
* spi_write_then_read : 先寫再讀, 這是一個同步函數(shù)
* @spi: 讀寫哪個設(shè)備
* @txbuf: 發(fā)送buffer
* @n_tx: 發(fā)送多少字節(jié)
* @rxbuf: 接收buffer
* @n_rx: 接收多少字節(jié)
* 這個函數(shù)可以休眠
*
* 這個函數(shù)執(zhí)行的是半雙工的操作: 先發(fā)送txbuf中的數(shù)據(jù)，在讀數(shù)據(jù)，讀到的數(shù)據(jù)存入rxbuf
*
* 這個函數(shù)用來傳輸少量數(shù)據(jù)(建議不要操作32字節(jié)), 它的效率不高
* 如果想進行高效的SPI傳輸，請使用spi_{async,sync}(這些函數(shù)使用DMA buffer)
*
* 返回值: 0-成功, 負(fù)數(shù)-失敗碼
*/
extern int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
const void *txbuf, unsigned n_tx,
void *rxbuf, unsigned n_rx);
/**
* spi_w8r8 - 同步函數(shù)，先寫8位數(shù)據(jù)，再讀8位數(shù)據(jù)
* @spi: 讀寫哪個設(shè)備
* @cmd: 要寫的數(shù)據(jù)
* 這個函數(shù)可以休眠
*
*
* 返回值: 成功的話返回一個8位數(shù)據(jù)(unsigned), 負(fù)數(shù)表示失敗碼
*/
static inline ssize_t spi_w8r8(struct spi_device *spi, u8 cmd);
/**
* spi_w8r16 - 同步函數(shù)，先寫8位數(shù)據(jù)，再讀16位數(shù)據(jù)
* @spi: 讀寫哪個設(shè)備
* @cmd: 要寫的數(shù)據(jù)
* 這個函數(shù)可以休眠
*
* 讀到的16位數(shù)據(jù):
* 低地址對應(yīng)讀到的第1個字節(jié)(MSB)，高地址對應(yīng)讀到的第2個字節(jié)(LSB)
* 這是一個big-endian的數(shù)據(jù)
*
* 返回值: 成功的話返回一個16位數(shù)據(jù)(unsigned), 負(fù)數(shù)表示失敗碼
*/
static inline ssize_t spi_w8r16(struct spi_device *spi, u8 cmd);
/**
* spi_w8r16be - 同步函數(shù)，先寫8位數(shù)據(jù)，再讀16位數(shù)據(jù)，
* 讀到的16位數(shù)據(jù)被當(dāng)做big-endian，然后轉(zhuǎn)換為CPU使用的字節(jié)序
* @spi: 讀寫哪個設(shè)備
* @cmd: 要寫的數(shù)據(jù)
* 這個函數(shù)可以休眠
*
* 這個函數(shù)跟spi_w8r16類似，差別在于它讀到16位數(shù)據(jù)后，會把它轉(zhuǎn)換為"native endianness"
*
* 返回值: 成功的話返回一個16位數(shù)據(jù)(unsigned, 被轉(zhuǎn)換為本地字節(jié)序), 負(fù)數(shù)表示失敗碼
*/
static inline ssize_t spi_w8r16be(struct spi_device *spi, u8 cmd);- ?復(fù)雜函數(shù)
/**
* spi_async - 異步SPI傳輸函數(shù)，簡單地說就是這個函數(shù)即刻返回，它返回后SPI傳輸不一定已經(jīng)完成
* @spi: 讀寫哪個設(shè)備
* @message: 用來描述數(shù)據(jù)傳輸，里面含有完成時的回調(diào)函數(shù)(completion callback)
* 上下文: 任意上下文都可以使用，中斷中也可以使用
*
* 這個函數(shù)不會休眠，它可以在中斷上下文使用(無法休眠的上下文)，也可以在任務(wù)上下文使用(可以休眠的上下文)
*
* 完成SPI傳輸后，回調(diào)函數(shù)被調(diào)用，它是在"無法休眠的上下文"中被調(diào)用的，所以回調(diào)函數(shù)里不能有休眠操作。
* 在回調(diào)函數(shù)被調(diào)用前message->statuss是未定義的值，沒有意義。
* 當(dāng)回調(diào)函數(shù)被調(diào)用時，就可以根據(jù)message->status判斷結(jié)果: 0-成功,負(fù)數(shù)表示失敗碼
* 當(dāng)回調(diào)函數(shù)執(zhí)行完后，驅(qū)動程序要認(rèn)為message等結(jié)構(gòu)體已經(jīng)被釋放，不能再使用它們。
*
* 在傳輸過程中一旦發(fā)生錯誤，整個message傳輸都會中止，對spi設(shè)備的片選被取消。
*
* 返回值: 0-成功(只是表示啟動的異步傳輸，并不表示已經(jīng)傳輸成功), 負(fù)數(shù)-失敗碼
*/
extern int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
/**
* spi_sync - 同步的、阻塞的SPI傳輸函數(shù)，簡單地說就是這個函數(shù)返回時，SPI傳輸要么成功要么失敗
* @spi: 讀寫哪個設(shè)備
* @message: 用來描述數(shù)據(jù)傳輸，里面含有完成時的回調(diào)函數(shù)(completion callback)
* 上下文: 能休眠的上下文才可以使用這個函數(shù)
*
* 這個函數(shù)的message參數(shù)中，使用的buffer是DMA buffer
*
* 返回值: 0-成功, 負(fù)數(shù)-失敗碼
*/
extern int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message);
/**
* spi_sync_transfer - 同步的SPI傳輸函數(shù)
* @spi: 讀寫哪個設(shè)備
* @xfers: spi_transfers數(shù)組，用來描述傳輸
* @num_xfers: 數(shù)組項個數(shù)
* 上下文: 能休眠的上下文才可以使用這個函數(shù)
*
* 返回值: 0-成功, 負(fù)數(shù)-失敗碼
*/
static inline int
spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
unsigned int num_xfers);?二、SPI驅(qū)動模板
spi_drv.c文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-679478.html
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/timer.h>
/* 主設(shè)備號 */
static int major = 0;
static struct class *my_spi_class;
static struct spi_device *g_spi;
static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(gpio_wait);
struct fasync_struct *spi_fasync;
/* 實現(xiàn)對應(yīng)的open/read/write等函數(shù)，填入file_operations結(jié)構(gòu)體 */
static ssize_t spi_drv_read (struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
// int err;
// struct spi_transfer msgs[2];
/* 初始化 spi_transfer */
// static inline int
// spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
// unsigned int num_xfers);
/* copy_to_user */
return 0;
}
static ssize_t spi_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
//int err;
/* copy_from_user */
// struct spi_transfer msgs[2];
/* 初始化 spi_transfer */
// static inline int
// spi_sync_transfer(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *xfers,
// unsigned int num_xfers);
return 0;
}
static unsigned int spi_drv_poll(struct file *fp, poll_table * wait)
{
//printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
poll_wait(fp, &gpio_wait, wait);
//return is_key_buf_empty() ? 0 : POLLIN | POLLRDNORM;
return 0;
}
static int spi_drv_fasync(int fd, struct file *file, int on)
{
if (fasync_helper(fd, file, on, &spi_fasync) >= 0)
return 0;
else
return -EIO;
}
/* 定義自己的file_operations結(jié)構(gòu)體 */
static struct file_operations spi_drv_fops = {
.owner = THIS_MODULE,
.read = spi_drv_read,
.write = spi_drv_write,
.poll = spi_drv_poll,
.fasync = spi_drv_fasync,
};
static int spi_drv_probe(struct spi_device *spi)
{
// struct device_node *np = client->dev.of_node;
/* 記錄spi_device */
g_spi = spi;
/* 注冊字符設(shè)備 */
/* 注冊file_operations */
major = register_chrdev(0, "100ask_spi", &spi_drv_fops); /* /dev/gpio_desc */
my_spi_class = class_create(THIS_MODULE, "100ask_spi_class");
if (IS_ERR(my_spi_class)) {
printk("%s %s line %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__);
unregister_chrdev(major, "100ask_spi");
return PTR_ERR(my_spi_class);
}
device_create(my_spi_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "myspi"); /* /dev/myspi */
return 0;
}
static int spi_drv_remove(struct spi_device *spi)
{
/* 反注冊字符設(shè)備 */
device_destroy(my_spi_class, MKDEV(major, 0));
class_destroy(my_spi_class);
unregister_chrdev(major, "100ask_spi");
return 0;
}
static const struct of_device_id myspi_dt_match[] = {
{ .compatible = "100ask,spidev" },
{},
};
static struct spi_driver my_spi_driver = {
.driver = {
.name = "100ask_spi_drv",
.owner = THIS_MODULE,
.of_match_table = myspi_dt_match,
},
.probe = spi_drv_probe,
.remove = spi_drv_remove,
};
static int __init spi_drv_init(void)
{
/* 注冊spi_driver */
return spi_register_driver(&my_spi_driver);
}
static void __exit spi_drv_exit(void)
{
/* 反注冊spi_driver */
spi_unregister_driver(&my_spi_driver);
}
/* 7. 其他完善：提供設(shè)備信息，自動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點 */
module_init(spi_drv_init);
module_exit(spi_drv_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
到了這里，關(guān)于【IMX6ULL驅(qū)動開發(fā)學(xué)習(xí)】11.Linux之SPI驅(qū)動的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！
