linux使用设备树的SPI总线分析
linux下SPI的总线模型
linux下spi总线和platform总线类似，platform分为platform device和platform driver,spi总线分为spi_device和spi_driver。
在一个Soc芯片上有多个spi的控制器spi0、spi1等等，例如我们把spi0控制器称为一个spi_master，每个spi控制器下面可以挂载多个设备，比如有spi norflash device，spi lcd device等，每个设备的片选不一样比如spi norflash挂载在cs0，spi lcd挂载在cs1，spi norflash频率工作是16M，spi lcd工作频率是8M，这部分的资源就用spi_device来抽象描述。总线下挂载的spi norflash和spi lcd的驱动我们就用spi_driver来描述。
- spi_master：确定芯片spi控制器。
- spi_device：确定总线的一些属性，比如spi的mode，cs片选，频率等。
- spi_driver：描述总线下挂载的设备的驱动，比如spi norflash的驱动和spi lcd的驱动等。
查看芯片平台spi_master dts文件定义
//描述一个spi_master即spi0控制器的芯片资源比如spi使用dma，gpio配置为spi模式，clock时钟等，
每个平台都不一样，这部分由芯片平台提供，我们只要知道这个是描述spi0控制器的即可，通过这个
设备数节点rockchip_spi_probe函数会被调用注册spi_master到linux spi的框架里面去，下面会再次
说明这个过程。
spi0: spi@ff1d0000 {
compatible = "rockchip,px30-spi", "rockchip,rk3066-spi";
reg = <0x0 0xff1d0000 0x0 0x1000>;
interrupts = <GIC_SPI 26 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
clocks = <&cru SCLK_SPI0>, <&cru PCLK_SPI0>;
clock-names = "spiclk", "apb_pclk";
dmas = <&dmac 12>, <&dmac 13>;
#dma-cells = <2>;
dma-names = "tx", "rx";
pinctrl-names = "default", "high_speed";
pinctrl-0 = <&spi0_clk &spi0_csn &spi0_miso &spi0_mosi>;
pinctrl-1 = <&spi0_clk_hs &spi0_csn &spi0_miso_hs &spi0_mosi_hs>;
status = "disabled"; //默认为disabled当下面添加spi device的时候会设置为okay
};
查看spi device dts文件描述
&spi0 { //引用上面的spi0 master的设备节点,这个spi0控制器下面有两个device节点 norflash device和lcd device
status = "okay";
flash@0 { //这一段节点是描述一个spi device 比如这个是添加一个spi norflash device
compatible = "m25p80"; //通过这个属性查找那个driver挂载在这个device上
reg = <0>; //片选 cs 0
m25p,fast-read;
spi-max-frequency = <16000000>;
};
spi_lcd@0{//这一段节点是描述一个spi device 比如这个是添加一个spi led device
compatible = "spi_lcd"; //通过这个属性查找那个driver挂载在这个device上
reg = <1>; //片选 cs 1
spi-max-frequency = <8000000>;
};
};
跟踪芯片平台注册spi_master和spi_device代码过程
//拿rk芯片为例子，芯片平台没添加一个spi0或者spi1，rockchip_spi_probe这个probe函数会被调用一次
static int rockchip_spi_probe(struct platform_device *pdev)
devm_spi_register_master(&pdev->dev, master);//spi_register_master的一种封装形式
spi_register_master(master);//注册一个spi控制器，即spi_master
of_spi_register_master//通过设备树的形式注册spi_master
of_register_spi_devices(master); //添加spi spi_device节点spi led device
for_each_available_child_of_node(master->dev.of_node, nc) {
//循环添加所有的spi_device，比如我们这里有两个norflash device和spi lcd device
spi = of_register_spi_device(master, nc)}
上面是rockchip平台的芯片添加spi控制器spi_master到linux spi框架的过程，rockchip_spi_probe这个函数是rockchip芯片这个独有，每个芯片平台都有一个类似的xxx_spi_probe（命名的方式不固定由芯片平台自己定义），在这个probe函数里面我们会调用devm_spi_register_master添加spi控制器到linux spi的框架里面。
norflash deiver如何使用spi进行读写
static const struct of_device_id m25p_of_table[] = {
{ .compatible = "m25p80" },
};
static struct spi_driver m25p80_driver = {
.driver = {
.name = "m25p80",//我们使用设备树进行匹配这个不用管
.of_match_table = m25p_of_table, //这个比较重要这个和设备树的device的compatible = "m25p80"，进行匹配
},
.id_table = m25p_ids,
.probe = m25p_probe,
.remove = m25p_remove,
};
module_spi_driver(m25p80_driver);
查看上面的代码，m25p80_driver注册到module_spi_driver，这个表示在系统启动的时候会把这个结构体添加到spi driver的链表当中，当有新的driver这时候会去查找是否有和它匹配的device，如果查找到匹配的device，m25p80_driver里面的probe函数就会被调用，这个和platform的总线驱动的思想是一样的，下面我们将看到m25p_probe这个函数。
static int m25p_probe(struct spi_device *spi)
{
flash->spi = spi; //保存spi_device *spi结构体指针，这个很重要，到时候就是用这个使用spi进行读写数据
return mtd_device_parse_register(&nor->mtd, NULL, &ppdata, //注册一个mtd device我们不是很关心
data ? data->parts : NULL,
data ? data->nr_parts : 0);
}
static void m25p80_write(struct spi_nor *nor, loff_t to, size_t len,
size_t *retlen, const u_char *buf)
{
struct spi_transfer t[2] = {};
struct spi_message m;
spi_message_init(&m); //初始化一个spi消息
t[0].tx_buf = flash->command; //填充要发送的消息
t[0].len = cmd_sz;
spi_message_add_tail(&t[0], &m);//将要发送的消息添加到消息链表中
spi_sync(spi, &m); //使用probe保存spi_device *spi结构体指针，将数据发送出去
}
查看上面norflash write（m25p80_write）函数我们可以看到调用这个系统API的SPI框架会使用这个注册到系统中的spi device属性和spi master将数据发送出去到外设上，spi核心框架会根据匹配的device的属性设置外设对应的寄存器，设置好时钟片选等，然后将数据发送数据出去，这个部分我们无需关心，我们主要关心的是如何使用这些系统提供的函数，设置寄存器就由芯片厂商去完成，因为他们比我们更熟悉如何配置寄存器。