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数据结构 include/linux/spi/spi.h
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spi 主设备结构体
struct spi_master{ ... int (*transfer)(struct spi_device *spi,struct spi_message *mesg); //传输函数 ... };
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SPI 设备驱动,接口
struct spi_driver { const struct spi_device_id *id_table; int (*probe)(struct spi_device *spi); int (*remove)(struct spi_device *spi); void (*shutdown)(struct spi_device *spi); struct device_driver driver; };
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API
- 申请 spi_master
struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *dev,unsigned size) dev：设备，一般是 platform_device 中的 dev 成员变量。 size： 私有数据大小，可以通过 spi_master_get_devdata 函数获取到这些私有数据。 返回值： 申请到的 spi_master。
- 释放 spi_master
void spi_master_put(struct spi_master *master) master：要释放的 spi_master。 返回值： 无
- 注册 spi_master
int spi_register_master(struct spi_master *master) master：要注册的 spi_master。 返回值： 0，成功；负值，失败。
- 注销 spi_master
void spi_unregister_master(struct spi_master *master) master：要注销的 spi_master。
/* 上面写 设备操作数据结构体 */
static file_operations_t dev_ap3216c_fops ={
.owner = THIS_MODULE ,
.open = icm20608_open,
.read = icm20608_read,
};
/* probe 函数 */
static int xxx_probe(struct spi_device *spi)
{
/* 具体函数内容 */
return 0;
}
/* remove 函数 */
static int xxx_remove(struct spi_device *spi)
{
/* 具体函数内容 */
return 0;
}
/* 传统匹配方式 ID 列表 */
static const struct spi_device_id xxx_id[] = {
{"xxx", 0},
{}
};
/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {
{ .compatible = "xxx" },
{ /* Sentinel */ }
};
/* SPI 驱动结构体 */
static struct spi_driver xxx_driver = {
.probe = xxx_probe,
.remove = xxx_remove,
.driver = {
.owner = THIS_MODULE,
.name = "xxx",
.of_match_table = xxx_of_match,
},
.id_table = xxx_id,
};
/* 驱动入口函数 */
static int __init xxx_init(void)
{
return spi_register_driver(&xxx_driver);
}
/* 驱动出口函数 */
static void __exit xxx_exit(void)
{
spi_unregister_driver(&xxx_driver);
}
module_init(xxx_init);
module_exit(xxx_exit); - 参考 imx6qdl-sabresd.dtsi
&ecspi1 { fsl,spi-num-chipselects = <1>; cs-gpios = <&gpio4 9 0>; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1>; status = "okay"; flash: m25p80@0 { #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; compatible = "st,m25p32"; spi-max-frequency = <20000000>; reg = <0>; }; };
- 过程
- 先在原理图上找到对应的IO，然后根据IO的名称在 设备树文件夹中的
imx6ul-pinfunc.h头文件中搜索对应的IO配置宏。假如有些IO复用，记得多根据IO类似名字，搜索整个头文件对应的宏
pinctrl_ecspi3: icm20608 { fsl,pins = < MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 0x10b0 /* CS */ MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK 0x10b1 /* SCLK */ MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO 0x10b1 /* MISO */ MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI 0x10b1 /* MOSI */ >; };
- 先在原理图上找到对应的IO，然后根据IO的名称在 设备树文件夹中的
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数据结构
- 传输接口 struct spi_transfer
struct spi_transfer { /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?) * for MicroWire, one buffer must be null * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless * spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping */ const void *tx_buf; void *rx_buf; unsigned len; //SPI 是全双工通信，因此在一次通信中发送和接收的字节数都是一样的，所以 spi_transfer 中也就没有发送长度和接收长度之分 dma_addr_t tx_dma; dma_addr_t rx_dma; struct sg_table tx_sg; struct sg_table rx_sg; unsigned cs_change:1; unsigned tx_nbits:3; unsigned rx_nbits:3; #define SPI_NBITS_SINGLE 0x01 /* 1bit transfer */ #define SPI_NBITS_DUAL 0x02 /* 2bits transfer */ #define SPI_NBITS_QUAD 0x04 /* 4bits transfer */ u8 bits_per_word; u16 s; u32 speed_hz; delay_usec struct list_head transfer_list; };
- 传输信息数据结构 struct spi_message
struct spi_message { struct list_head transfers; struct spi_device *spi; unsigned is_dma_mapped:1; /* REVISIT: we might want a flag affecting the behavior of the * last transfer ... allowing things like "read 16 bit length L" * immediately followed by "read L bytes". Basically imposing * a specific message scheduling algorithm. * * Some controller drivers (message-at-a-time queue processing) * could provide that as their default scheduling algorithm. But * others (with multi-message pipelines) could need a flag to * tell them about such special cases. */ /* completion is reported through a callback */ void (*complete)(void *context); void *context; unsigned frame_length; unsigned actual_length; int status; /* for optional use by whatever driver currently owns the * spi_message ... between calls to spi_async and then later * complete(), that's the spi_master controller driver. */ struct list_head queue; void *state; };
- spi_ioc_transfer，和内核中 spi_transfer 基本一样
在用户使用设备节点的IOCTL命令传输数据的时候，可能需要用到 spi_ioc_transfer结构体
struct spi_ioc_transfer { __u64 tx_buf; /* 写数据缓冲 */ __u64 rx_buf; /* 读数据缓冲 */ __u32 len; /* 缓冲的长度 */ __u32 speed_hz; /* 通信的时钟频率 */ __u16 delay_usecs; /* 两个spi_ioc_transfer之间的延时 */ __u8 bits_per_word; /* 字长（比特数） */ __u8 cs_change; /* 是否改变片选 */ __u32 pad; };
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API
- 初始化 spi_message 结构体 （在使用 spi_message之前需要对其进行初始化,直接定义变量，再初始化。不用定义变量后，再赋值变量成员的值后再初始化）
void spi_message_init(struct spi_message *m) m： 要初始化的 spi_message。
- 将 spi_transfer 添加到 spi_message (spi_message 初始化完成以后需要将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列中)
void spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m) t： 要添加到队列中的 spi_transfer。 m： spi_transfer 要加入的 spi_message。
- 同步传输（会阻塞，直到等待SPI传输完成）
int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message) spi： 要进行数据传输的 spi_device message：要传输的 spi_message。 返回值： 无。
- 异步传输（不会等待SPI传输完成，异步传输需要设置 spi_message 中的 complete成员变量， complete 是一个回调函数，当 SPI 异步传输完成以后此函数就会被调用）
int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message) spi： 要进行数据传输的 spi_device message：要传输的 spi_message。
- static inline void spi_set_drvdata(struct spi_device *spi, void *data)
将设备的私有数据指针指向该设备
- demo
spi_set_drvdata(spi, spidev);
- 读、写操作的流程
- 申请并初始化 spi_transfer，设置 spi_transfer 的 tx_buf 成员变量， tx_buf 为要发送的数据。然后设置 rx_buf 成员变量， rx_buf 保存着接收到的数据。最后设置 len 成员变量，也就是要进行数据通信的长度。
- 使用 spi_message_init 函数初始化 spi_message。
- 使用 spi_message_add_tail函数将前面设置好的 spi_transfer添加到 spi_message队列中。
- 使用 spi_sync 函数完成 SPI 数据同步传输。
- demo
/* SPI 多字节发送 */
static int spi_send(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{
int ret;
struct spi_message m;
struct spi_transfer t = {
.tx_buf = buf,
.len = len,
};
spi_message_init(&m); /* 初始化 spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m); /* 将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步传输 */
return ret;
}
/* SPI 多字节接收 */
static int spi_receive(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{
int ret;
struct spi_message m;
struct spi_transfer t = {
.rx_buf = buf,
.len = len,
};
spi_message_init(&m); /* 初始化 spi_message */
spi_message_add_tail(t, &m); /* 将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列 */
ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步传输 */
return ret;
}- SPI_IOC_MESSAGE(N)一次进行双向/多次读写操作
demo
struct spi_ioc_transfer k; memset(&k, 0, sizeof(k)); /* clear k */ k.tx_buf = (unsigned long) out_buf; k.rx_buf = (unsigned long) in_buf; k.len = command_size; k.cs_change = 0; a = ioctl(spi_device, SPI_IOC_MESSAGE(1), &k);
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共同点
- 都是先在设备书.dts文件中写好设备节点
- 在驱动文件中，写好一个 操作结构体(自定义)，在该层中，利用demo的格式，自定义写好对应的读写寄存器函数（读写一个 或者 多个的API接口）
- 假如器件设备要需要初始化，则利用自定义写好的API函数，写好器件设备的初始化函数
- 然后把读取设备有用的数据 作为该层驱动的 文件操作集合的 读（.read）函数接口
- 或者 把有用的数据写入器件设备 作为该驱动层的 文件操作集合的 写（.write）函数接口
- 写好对应的 probe 和 release函数
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写驱动时的差异
- 设备树中有设备节点共用了同一引脚，导致配置不成功
- 解决方法，找出对应的引脚，注意查重，有相同引脚的设备节点，查看硬件原理图，把多余的屏蔽掉
- spi 器件的读函数中，发送使用传输结构体的 tx_buf，接收是用 rx_buf
tx_buff[0] = reg | 0x80; p_spi_trans->tx_buf = tx_buff; p_spi_trans->len = 1; spi_message_init(&message_queue); spi_message_add_tail(p_spi_trans,&message_queue); err_code = spi_sync(p_spi_dev,&message_queue); if(err_code < 0) { trace_infoln("spi_sync fail"); } /** * 第2次，读取数据 */ tx_buff[0] = 0xff; p_spi_trans->rx_buf = buf; //这里是RX_BUFF,曾马虎踩坑了，害 p_spi_trans->len = len; spi_message_init(&message_queue); spi_message_add_tail(p_spi_trans,&message_queue); err_code = spi_sync(p_spi_dev,&message_queue);