生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
Linux SPI总线和设备驱动架构之三：SPI控制器驱动
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
通過第一篇文章，我們已經知道，整個SPI驅動架構可以分為協議驅動、通用接口層和控制器驅動三大部分。其中，控制器驅動負責最底層的數據收發工作，為了完成數據的收發工作，控制器驅動需要完成以下這些功能：
1. ? ?申請必要的硬件資源，例如中斷，DMA通道，DMA內存緩沖區等等；
2. ? ?配置SPI控制器的工作模式和參數，使之可以和相應的設備進行正確的數據交換工作；
3. ? ?向通用接口層提供接口，使得上層的協議驅動可以通過通用接口層訪問控制器驅動；
4. ? ?配合通用接口層，完成數據消息隊列的排隊和處理，直到消息隊列變空為止；
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定義控制器設備
SPI控制器遵循linux的設備模型框架，所以，一個SPI控制器在代碼中對應一個device結構，對于嵌入式系統，我們通常把SPI控制器作為一個平臺設備來對待，所以，對于我們來說，只要在板級的代碼中為SPI控制器定義一個platform_device結構即可。下面以Samsung的SOC芯片：S3C6410，做為例子，看看如何定義這個platform_device。以下的代碼來自：/arch/arm/plat-samsung/devs.c中：
[cpp]?view plaincopy
static?struct?resource?s3c64xx_spi0_resource[]?=?{?? ????[0]?=?DEFINE_RES_MEM(S3C_PA_SPI0,?SZ_256),?? ????[1]?=?DEFINE_RES_DMA(DMACH_SPI0_TX),?? ????[2]?=?DEFINE_RES_DMA(DMACH_SPI0_RX),?? ????[3]?=?DEFINE_RES_IRQ(IRQ_SPI0),?? };?? ?? struct?platform_device?s3c64xx_device_spi0?=?{?? ????.name???????=?"s3c6410-spi",?? ????.id?????=?0,?? ????.num_resources??=?ARRAY_SIZE(s3c64xx_spi0_resource),?? ????.resource???=?s3c64xx_spi0_resource,?? ????.dev?=?{?? ????????.dma_mask???????=?&samsung_device_dma_mask,?? ????????.coherent_dma_mask??=?DMA_BIT_MASK(32),?? ????},?? };??
由此可見，在這個platform_device中，我們定義了控制器所需的寄存器地址、DMA通道資源和IRQ編號，設備的名字定義為：s3c64xx-spi，這個名字用于后續和相應的控制器驅動相匹配。在machine的初始化代碼中，我們需要注冊這個代表SPI控制器的平臺設備，另外，也會通過s3c64xx_spi0_set_platdata函數設置平臺相關的參數供后續的控制器驅動使用：
[cpp]?view plaincopy
static?struct?platform_device?*crag6410_devices[]?__initdata?=?{?? ????????......?? ????????&s3c64xx_device_spi0,?? ????????......?? };?? ?? static?void?__init?xxxx_machine_init(void)?? {?? ?? ????????s3c64xx_spi0_set_platdata(NULL,?0,?2);?? ?????????? ????????platform_add_devices(crag6410_devices,?ARRAY_SIZE(crag6410_devices));?? }??
s3c64xx_spi0_set_platdata函數的定義如下：
[cpp]?view plaincopy
void?__init?s3c64xx_spi0_set_platdata(int?(*cfg_gpio)(void),?int?src_clk_nr,?? ????????????????????????int?num_cs)?? {?? ????struct?s3c64xx_spi_info?pd;?? ????......?? ????pd.num_cs?=?num_cs;?? ????pd.src_clk_nr?=?src_clk_nr;?? ????pd.cfg_gpio?=?(cfg_gpio)???cfg_gpio?:?s3c64xx_spi0_cfg_gpio;?? ????????......?? ????s3c_set_platdata(&pd,?sizeof(pd),?&s3c64xx_device_spi0);?? }??
上述函數主要是指定了控制器使用到的gpio配置、片選引腳個數和時鐘配置等信息。這些信息在后面的控制器驅動中要使用到。
注冊SPI控制器的platform_driver
上一節中，我們把SPI控制器注冊為一個platform_device，相應地，對應的驅動就應該是一個平臺驅動：platform_driver，它們通過platform bus進行相互匹配。以下的代碼來自：/drivers/spi/spi-s3c64xx.c
[cpp]?view plaincopy
static?struct?platform_driver?s3c64xx_spi_driver?=?{?? ????????.driver?=?{?? ????????????????.name???=?"s3c64xx-spi",?? ????????????????.owner?=?THIS_MODULE,?? ????????????????.pm?=?&s3c64xx_spi_pm,?? ????????????????.of_match_table?=?of_match_ptr(s3c64xx_spi_dt_match),?? ????????},?? ????????.remove?=?s3c64xx_spi_remove,?? ????????.id_table?=?s3c64xx_spi_driver_ids,?? };?? MODULE_ALIAS("platform:s3c64xx-spi");?? ?? static?int?__init?s3c64xx_spi_init(void)?? {?? ????????return?platform_driver_probe(&s3c64xx_spi_driver,?s3c64xx_spi_probe);?? }?? subsys_initcall(s3c64xx_spi_init);??
顯然，系統初始化階段（subsys_initcall階段），通過s3c64xx_spi_init()，注冊了一個平臺驅動，該驅動的名字正好也是：s3c64xx-spi，自然地，平臺總線會把它和上一節定義的platform_device匹配上，并且觸發probe回調被調用（就是s3c64xx_spi_probe函數）。當然，這里的匹配是通過id_table字段完成的：
[cpp]?view plaincopy
static?struct?platform_device_id?s3c64xx_spi_driver_ids[]?=?{?? ????????{?? ????????????????.name???????????=?"s3c2443-spi",?? ????????????????.driver_data????=?(kernel_ulong_t)&s3c2443_spi_port_config,?? ????????},?{?? ????????????????.name???????????=?"s3c6410-spi",?? ????????????????.driver_data????=?(kernel_ulong_t)&s3c6410_spi_port_config,?? ????????},??? ????????......?? ????????{?},?? };??
注冊spi_master
在linux設備模型看來，代表SPI控制器的是第一節所定義的platform_device結構，但是對于SPI通用接口層來說，代表控制器的是spi_master結構，關于spi_master結構的描述，請參看第二篇文章：Linux SPI總線和設備驅動架構之二：SPI通用接口層。我們知道，設備和驅動匹配上后，驅動的probe回調函數就會被調用，而probe回調函數正是對驅動程序和設備進行初始化的合適時機，本例中，對應的probe回調是：s3c64xx_spi_probe：
[cpp]?view plaincopy
static?int?s3c64xx_spi_probe(struct?platform_device?*pdev)?? {?? ????????......?? ?? ?????????? ????????master?=?spi_alloc_master(&pdev->dev,?? ????????????????????????????????sizeof(struct?s3c64xx_spi_driver_data));?? ????????......?? ?? ????????platform_set_drvdata(pdev,?master);?? ????????......?? ????????master->dev.of_node?=?pdev->dev.of_node;?? ????????master->bus_num?=?sdd->port_id;?? ????????master->setup?=?s3c64xx_spi_setup;?? ????????master->cleanup?=?s3c64xx_spi_cleanup;?? ????????master->prepare_transfer_hardware?=?s3c64xx_spi_prepare_transfer;?? ????????master->transfer_one_message?=?s3c64xx_spi_transfer_one_message;?? ????????master->unprepare_transfer_hardware?=?s3c64xx_spi_unprepare_transfer;?? ????????master->num_chipselect?=?sci->num_cs;?? ????????master->dma_alignment?=?8;?? ????????master->bits_per_word_mask?=?SPI_BPW_MASK(32)?|?SPI_BPW_MASK(16)?|?? ????????????????????????????????????????SPI_BPW_MASK(8);?? ?????????? ????????master->mode_bits?=?SPI_CPOL?|?SPI_CPHA?|?SPI_CS_HIGH;?? ????????master->auto_runtime_pm?=?true;?? ?? ????????......?? ?????????? ????????if?(spi_register_master(master))?{?? ????????????????dev_err(&pdev->dev,?"cannot?register?SPI?master\n");?? ????????????????ret?=?-EBUSY;?? ????????????????goto?err3;?? ????????}?? ?? ????????......?? }??
上述函數，除了完成必要的硬件資源初始化工作以外，最重要的工作就是通過spi_alloc_master函數分配了一個spi_master結構，初始化該結構，最終通過spi_register_master函數完成了對控制器的注冊工作。從代碼中我們也可以看出，spi_master結構中的幾個重要的回調函數已經被賦值，這幾個回調函數由通用接口層在合適的時機被調用，以便完成控制器和設備之間的數據交換工作。
實現spi_master結構的回調函數
事實上，SPI控制器驅動程序的主要工作，就是要實現spi_master結構中的幾個回調函數，其它的工作邏輯，均由通用接口層幫我們完成，通用接口層會在適當的時機調用這幾個回調函數，這里我只是介紹一下各個回調函數的作用，具體的實現例子，請各位自行閱讀代碼樹中各個平臺的例子（代碼位于：/drivers/spi/）。
int (*setup)(struct spi_device *spi)
當協議驅動希望修改控制器的工作模式或參數時，會調用通用接口層提供的API：spi_setup()，該API函數最后會調用setup回調函數來完成設置工作。
int (*transfer)(struct spi_device *spi,?struct spi_message *mesg)
目前已經可以不用我們自己實現該回調函數，初始化時直接設為NULL即可，目前的通用接口層已經實現了消息隊列化，注冊spi_master時，通用接口層會提供實現好的通用函數。現在只有一些老的驅動還在使用該回調方式，新的驅動應該停止使用該回調函數，而是應該使用隊列化的transfer_one_message回調。需要注意的是，我們只能選擇其中一種方式，設置了transfer_one_message回調，就不能設置transfer回調，反之亦然。
void (*cleanup)(struct spi_device *spi)
當一個SPI從設備（spi_device結構）被釋放時，該回調函數會被調用，以便釋放該從設備所占用的硬件資源。
int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master)
int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master)
這兩個回調函數用于在發起一個數據傳送過程前和后，給控制器驅動一個機會，申請或釋放某些必要的硬件資源，例如DMA資源和內存資源等等。
int (*prepare_message)(struct spi_master *master,?struct spi_message *message)
int (*unprepare_message)(struct spi_master *master,?struct spi_message *message)
這兩個回調函數也是用于在發起一個數據傳送過程前和后，給控制器驅動一個機會，對message進行必要的預處理或后處理，比如根據message需要交換數據的從設備，設定控制器的正確工作時鐘、字長和工作模式等。
int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,?struct spi_message *mesg)
當通用接口層發現master的隊列中有消息需要傳送時，會調用該回調函數，所以該函數是真正完成一個消息傳送的工作函數，當傳送工作完成時，應該調用spi_finalize_current_message函數，以便通知通用接口層，發起隊列中的下一個消息的傳送工作。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux SPI总线和设备驱动架构之三：SPI控制器驱动的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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