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SPI驱动(九) -- SPI_Master驱动程序

news 来源：原创 2025/5/16 23:10:41

文章目录

参考资料：
一、SPI传输概述
二、SPI传输的两种方法
- 2.1 旧方法
- 2.2 新方法

参考资料：

参考内核源码: drivers\spi\spi.c

一、SPI传输概述

SPI控制器的作用是发起与它下面挂接的SPI设备之间的数据传输，那么控制器驱动程序的核心就是实现与设备之间的数据传输过程。在内核中，SPI传输的最小单位是spi_transfer，对于一个设备，可以发起多个spi_transfer。这些spi_transfer,会放入一个spi_message里面。每个SPI设备都有一个自己的spi_message，同一个spi_master下的spi_message，放在一个队里。

spi_transfer：指定tx_buf、rx_buf、len

	struct spi_transfer {
	const void	*tx_buf;
	void		*rx_buf;
	...
	}

同一个SPI设备的spi_transfer，使用spi_message来管理：

struct spi_message {
	struct list_head	transfers; //管理spi_transfer
	...
}

同一个SPI Master下的spi_message，放在一个队列里：

struct spi_master {
	...
	struct list_head		queue;   //存放每个spi_device的spi_message
	...
}

所以，反过来，SPI传输的流程是：

从spi_master的队列里取出每一个spi_message
- 从spi_message的队里里取出一个spi_transfer
  - 处理spi_transfer

二、SPI传输的两种方法

在spi_master结构中，有两个传输函数，函数指针transfer 代表旧方法，函数指针transfer_one代表新方法。

struct spi_master {
...
/* 旧方法 */
int	(*transfer) (struct spi_device *spi, struct spi_message *mesg);
/* 新方法 */
int (*transfer_one)(struct spi_master *master, struct spi_device *spi, struct spi_transfer *transfer);
...
}

2.1 旧方法

在这里插入图片描述
内核传输函数入口spi_sync()：

int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
{
	ret = __spi_sync(spi, message);
}

继续调用__spi_sync()，里面设置了传输完成回调函数spi_complete，如果master->transfer == spi_queued_transfer表示使用新方法，新方法使用内核提供的transfer 函数，它会帮我们把spi_message放入queue并处理。else分支spi_async_locked表示的是旧方法，需要我们自己实现transfer函数，自己管理queue，自己触发传输。spi_async_locked是异步传输，触发传输后马上返回，随后wait_for_completion(&done)等待传输结果。

static int __spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
{
	DECLARE_COMPLETION_ONSTACK(done);
	int status;
	struct spi_master *master = spi->master;
	unsigned long flags;

	status = __spi_validate(spi, message);
	if (status != 0)
		return status;

	message->complete = spi_complete; //传输完成回调函数
	message->context = &done;
	message->spi = spi;

	SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(&master->statistics, spi_sync);
	SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(&spi->statistics, spi_sync);

	/* If we're not using the legacy transfer method then we will
	 * try to transfer in the calling context so special case.
	 * This code would be less tricky if we could remove the
	 * support for driver implemented message queues.
	 */
	if (master->transfer == spi_queued_transfer) { //新方法
		spin_lock_irqsave(&master->bus_lock_spinlock, flags);

		trace_spi_message_submit(message);

		status = __spi_queued_transfer(spi, message, false);

		spin_unlock_irqrestore(&master->bus_lock_spinlock, flags);
	} else {
		status = spi_async_locked(spi, message); //老方法，异步传输
	}

	if (status == 0) {
		/* Push out the messages in the calling context if we
		 * can.
		 */
		if (master->transfer == spi_queued_transfer) {
			SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(&master->statistics,
						       spi_sync_immediate);
			SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(&spi->statistics,
						       spi_sync_immediate);
			__spi_pump_messages(master, false);
		}

		wait_for_completion(&done); //等待传输结果
		status = message->status;
	}
	message->context = NULL;
	return status;
}

继续看spi_async_locked(), 它调用__spi_async(), 继续往下，最终调用master->transfer(spi, message)，这个就是自己实现的transfer函数。

int spi_async_locked(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
{
	struct spi_master *master = spi->master;
	int ret;
	unsigned long flags;

	ret = __spi_validate(spi, message);
	if (ret != 0)
		return ret;

	spin_lock_irqsave(&master->bus_lock_spinlock, flags);

	ret = __spi_async(spi, message);

	spin_unlock_irqrestore(&master->bus_lock_spinlock, flags);

	return ret;

}

static int __spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
{
	struct spi_master *master = spi->master;

	message->spi = spi;

	SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(&master->statistics, spi_async);
	SPI_STATISTICS_INCREMENT_FIELD(&spi->statistics, spi_async);

	trace_spi_message_submit(message);

	return master->transfer(spi, message); //需要自己实现transfer
}