linux 驱动修炼 SPI驱动

### Linux SPI驱动框架详解 #### 一、SPI子系统概览 SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速的全双工同步串行通信接口，主要用于连接MCU（Microcontroller Unit）与外设之间。在Linux内核中，SPI子系统提供了一套完整的框架用于支持各种SPI设备的驱动开发。 #### 二、SPI子系统的构建 在分析SPI子系统的构建之前，我们需要先了解几个关键文件的作用： 1. **`spi.c`**：SPI子系统的核心文件，负责SPI总线的管理和设备注册等基本功能。 2. **`spi_s3c24xx.c`**：S3C24XX系列芯片的SPI控制器驱动文件，它实现了SPI控制器的具体操作，并向上层提供统一的接口。 3. **`spidev.c`**：该文件在SPI子系统的基础上构建了一个字符设备驱动，使得用户可以通过文件系统来操作SPI设备。 #### 三、SPI子系统的初始化 SPI子系统的初始化通过`spi_init`函数完成，该函数的主要工作包括： 1. **分配缓冲区**：为SPI通信分配内存缓冲区。 2. **注册SPI总线**：通过`bus_register`函数注册SPI总线类型`spi_bus_type`。 3. **注册SPI Master Class**：通过`class_register`函数注册一个SPI Master Class，用于管理所有SPI控制器设备。 #### 四、SPI Controller驱动注册与初始化 接下来我们将深入分析SPI Controller驱动的注册与初始化过程，这里以S3C24XX系列芯片为例进行说明。 ##### 1. SPI Controller驱动注册 S3C24XX系列芯片的SPI Controller驱动注册由`__init s3c24xx_spi_init`函数完成，其中调用了`platform_driver_probe`函数，该函数会完成平台驱动`s3c24xx_spi_driver`的注册，并指定其probe函数为`s3c24xx_spi_probe`。 ##### 2. 平台设备定义 在S3C24XX系列芯片中，平台设备通过`devs.c`文件中的`smdk2440_devices`数组进行定义，其中包含了指向SPI Controller设备的指针`&s3c_device_spi0`和`&s3c_device_spi1`。 ##### 3. SPI Controller设备初始化 当匹配成功后，`s3c24xx_spi_probe`函数会被调用。该函数的主要任务包括： - **分配内存**：为SPI Master结构体和S3C24XX SPI特定结构体分配内存，并将S3C24XX SPI结构体设置为SPI Master的私有数据。 - **资源分配**：通过`pdev->resource`获取SPI Controller所需的硬件资源。 - **配置SPI Master**：设置SPI Master的基本参数，如最大传输速度、模式等。 - **初始化SPI Master**：调用`spi_setup`函数进行SPI Master的初始化。 - **注册SPI Master**：通过`spi_master_register`函数将SPI Master注册到内核中。 #### 五、SPI设备的使用 一旦SPI Master注册成功，就可以使用该SPI Master来管理具体的SPI设备了。具体来说，用户可以通过以下步骤使用SPI设备： 1. **创建SPI设备**：通过`spi_new_master`或`spi_new_dev`函数创建SPI设备。 2. **设置SPI设备参数**：如SPI模式、时钟频率等。 3. **注册SPI设备**：通过`spi_register`函数将SPI设备注册到内核中。 4. **读写操作**：通过`spi_write`或`spi_read`等函数进行数据的发送和接收。 #### 六、总结 通过对SPI子系统初始化及SPI Controller驱动注册与初始化过程的详细解析，我们可以看到Linux内核是如何构建一套完整的SPI设备管理框架的。这种设计不仅简化了SPI设备的驱动开发，而且提供了高度灵活的接口供开发者使用，大大提高了系统的可扩展性和可维护性。