Linux SPI初始化及接口函数代码细究

2012-01-08 22:11:38

目的：我需要掌握spi驱动相关数据结构关系，及在哪部分函数中把这些数值进行底层寄存器赋值的。结合应用层函数完成spi驱动的代码测试。已达到灵活修改的目的。

按顺序看probe函数中

if (!pdata->set_cs)

则              hw->set_cs = s3c24xx_spi_gpiocs;

gpio_direction_output(pdata->pin_cs, 1);

由于我的platform_device.platform_data没设置set_cs。默认设置gpio片选。并且把pin_cs脚设置为输出。接着

s3c24xx_spi_initialsetup(hw);函数里面有设置寄存器操作，设置默认值，代码如下：

/* for the moment, permanently enable the clock */

clk_enable(hw->clk);

/* program defaults into the registers */

writeb(0xff, hw->regs + S3C2410_SPPRE);

writeb(SPPIN_DEFAULT, hw->regs + S3C2410_SPPIN);

writeb(SPCON_DEFAULT, hw->regs + S3C2410_SPCON);

再接着就是spi_add_device函数中调用s3c24xx_spi_setup，里面有设置寄存器。

if (!spi->bits_per_word)

spi->bits_per_word = 8;

由于我的spi->bits_per_word之前都没有定义过。所以为0，那么默认设置spi->bits_per_word = 8;

接着调用s3c24xx_spi_setupxfer函数第一句就是struct s3c24xx_spi *hw = to_hw(spi);分析一下。

仔细看了下to_hw就是说spi把spi_device结构转换为s3c24xx_spi结构。

方法就是spi（spi_device结构）先指向父指针master（spi_master结构）。

接着就是指向dev（spi_master的device成员），再接着指向driver_data(device结构的driver_data成员)为什么说这就是s3c24xx_spi的类型哪？看probe一开始的几句代码即可。

struct s3c24xx_spi *hw;

hw = spi_master_get_devdata(master);

memset(hw, 0, sizeof(struct s3c24xx_spi));

接着回到s3c24xx_spi_setupxfer函数下面的代码是

bpw = t ? t->bits_per_word : spi->bits_per_word;

hz  = t ? t->speed_hz : spi->max_speed_hz;

由于t传进来是NULL，所以bpw= spi->bits_per_word;刚才分析过了s3c24xx_spi_setup中把它设置为默认值8。hz  = spi->max_speed_hz;在spi_add_device函数之前的spi_new_device有赋值proxy->max_speed_hz = chip->max_speed_hz;就是spi_board_info里的赋值，我自己设置的值。至于要写入寄存器是在接下来的hw->bitbang.chipselect(spi, BITBANG_CS_INACTIVE)中调用hw->set_cs(hw->pdata, spi->chip_select, cspol^1);（probe中hw->set_cs = s3c24xx_spi_gpiocs里定义的） s3c24xx_spi_gpiocs函数，设置cspol值为0。

此函数也调用div = clk_get_rate(hw->clk) / hz;设置波特率寄存器。

===========================================================bitbang_work函数中有调用bitbang->chipselect(spi, BITBANG_CS_ACTIVE);

s3c24xx_spi_probe中有定义       hw->bitbang.chipselect     = s3c24xx_spi_chipsel;

s3c24xx_spi_chipsel函数里面有设置spi模式。数据来源是spi->mode。spi->mode又是在那里赋值的呢？带着问题做了如下探索

bitbang_work是在spi_bitbang_start中调用。

s3c24xx_spi_probe->spi_bitbang_start->bitbang_work但此时，spi-mode并没有赋值。

赋值是在哪里呢？换个方法，按顺序查找。

s3c24xx_spi_probe->spi_bitbang_start->spi_register_master->scan_boardinfo->spi_new_device通过从头到尾的方式查找，唯一首先出现spi_master与spi_device关系的是spi_new_device函数。进入其中调用的spi_alloc_device函数，查看注释发现。

* Caller is responsible to call spi_add_device() on the returned

* spi_device structure to add it to the SPI master.

可以确定，spi->mode的首次赋值就是词句代码

proxy->mode = chip->mode;在bitbang_work函数中spi-mode并没有赋值但是还在用是为什么呢？再仔细看代码，原来while有个判断条件。之前没看到，搜索错了方向。

在spi_new_device函数中proxy是spi_device结构。Spi->mode等都是在如下这里赋值

proxy->chip_select = chip->chip_select;

proxy->max_speed_hz = chip->max_speed_hz;

proxy->mode = chip->mode; //s3c2410_spi1_board中没定义，则默认为0

proxy->irq = chip->irq;

strlcpy(proxy->modalias, chip->modalias, sizeof(proxy->modalias));

proxy->dev.platform_data = (void *) chip->platform_data;

proxy->controller_data = chip->controller_data;

proxy->controller_state = NULL;

========================

接着就是spi_add_device函数，里面有一句if (spi->chip_select >= spi->master->num_chipselect) 他们分别是什么值呢？spi->master->num_chipselect在哪里？带着问题，开始了如下探索历程

spi->chip_select在spi_board_info s3c2410_spi1_board[]结构赋值中为0。

static struct spi_board_info s3c2410_spi1_board[] = {

[0] = {

.modalias = "spidev",

.bus_num        = 1,                 .chip_select        = 0,

.irq = IRQ_EINT9,

.max_speed_hz         = 2000*1000,

},

};

在scan_boardinfo 中调用函数时候传递的参数是(void) spi_new_device(master, chip);master是spi_master结构。再之前的spi_register_master函数中有对spi_master的num_chipselect成员赋值的核对。代码如下：

if (master->num_chipselect == 0)

return -EINVAL;再往前找应该就能找到赋值了。

spi_bitbang_start中有对spi_register_master的调用。代码如下：

status = spi_register_master(bitbang->master);

再往前看。s3c24xx_spi_probe函数中调用spi_bitbang_start，往上看到了master->num_chipselect的赋值语句了。代码如下：

master->num_chipselect = hw->pdata->num_cs;

而hw->pdata = pdata = pdev->dev.platform_data;

而struct platform_device *pdev是platform_device中的platform_data结构，已经赋值了如下

static struct s3c2410_spi_info s3c2410_spi1_platdata = {

.pin_cs = S3C2410_GPG3,

.num_cs = 1,

.bus_num = 1,

};

所以chip_select= 0, spi->master->num_chipselect值为1.

通过倒序来找，从spi_add_device一直找到了s3c24xx_spi_probe，按顺序写下：

s3c24xx_spi_probe->spi_bitbang_start->spi_register_master->scan_boardinfo->spi_new_device->spi_add_device

一个接口对应一个master，一个master对应一条SPI总线，一条总线上可能挂有多个设备，num_chipselect 就表示该总线上的设备, chip_select表示该SPI设备在该条SPI总线上的设备号的唯一标识。

====================================================probe中函数绑定与调用分析

hw->bitbang.master         = hw->master;

hw->bitbang.setup_transfer = s3c24xx_spi_setupxfer;// s3c24xx_spi_setup中调用ret = s3c24xx_spi_setupxfer(spi, NULL);

hw->bitbang.chipselect     = s3c24xx_spi_chipsel;//s3c24xx_spi_setupxfer中调用hw->bitbang.chipselect(spi, BITBANG_CS_INACTIVE);

hw->bitbang.txrx_bufs      = s3c24xx_spi_txrx;// bitbang_work中调用status = bitbang->txrx_bufs(spi, t);

hw->bitbang.master->setup  = s3c24xx_spi_setup;// spi_add_device中调用status = spi->master->setup(spi);

按probe初始化顺序，则spi_add_device函数中调用

status = spi->master->setup(spi);//（s3c24xx_spi_setup）

接着s3c24xx_spi_setup函数中调用

ret = s3c24xx_spi_setupxfer(spi, NULL);

接着s3c24xx_spi_setupxfer函数中调用

hw->bitbang.chipselect(spi, BITBANG_CS_INACTIVE)

关于如上图的问题，怎么HZ数一开始不是我默认设置的呢？原来是因为，用户层函数调用的时候先是从octl函数开始的不是从probe函数开始的。

probe函数打印出来的信息完全正确。如下图:

先调用spidev_message如何调用到bitbang_work的?

spi_bitbang_start->bitbang_work接着就没方向了，不可能到spidev_message了。于是查了网上的资料，是spi_bitbang_transfer 中的代码如下：queue_work(bitbang->workqueue, &bitbang->work);  调用了bitbang_work函数。为什么bitbang->work指示的就是bitbang_work函数呢？原来在       spi_bitbang_start函数中的第一句代码INIT_WORK(&bitbang->work, bitbang_work);就说明了。好了，这样就有方向继续摸索了。关系流程如下：

spidev_message ->spidev_sync->spi_async【spi->master->transfer(spi, message);  定义在spi_bitbang_start函数中bitbang->master->transfer = spi_bitbang_transfer;】 -> spi_bitbang_transfer->bitbang_work

===============================================================

bitbang_work函数中有句代码

setup_transfer = bitbang->setup_transfer;

if (setup_transfer) {

status = setup_transfer(spi, t);

bitbang->setup_transfer(spi, t)又是调用哪个具体函数呢？

很面熟，想起来之前好像看到过在bitbang相关函数中，于是找到了spi_bitbang_start函数中有，代码如下：

if (!bitbang->master->setup) {

if (!bitbang->setup_transfer)

bitbang->setup_transfer =                                               spi_bitbang_setup_transfer;

原来是调用准备spi_bitbang_setup_transfer函数，先设置指针，传递进来的参数是(spi, t); 接着就在bitbang_work函数中调用status = setup_transfer(spi, t);即spi_bitbang_setup_transfer函数

其中与修改频率相关的代码如下：t是指向用户传递来的数值，如果应用层函数没有传递Hz值，则使用spi->max_speed_hz;就是spi_board_info中我自己定义的值。终于找到了赋值的元凶。代码如下：

/* nsecs = (clock period)/2 */

if (!hz)

hz = spi->max_speed_hz;

if (hz) {

cs->nsecs = (1000000000/2) / hz;

if (cs->nsecs > (MAX_UDELAY_MS * 1000 * 1000))

return -EINVAL;

}

从打印的信息看出spi_bitbang_setup_transfer会调用s3c24xx_spi_setupxfer函数？原来之前分析错了status = setup_transfer(spi, t);调用的probe中的s3c24xx_spi_setupxfer。因为这个if (!bitbang->master->setup) 条件不成了，所以bitbang.setup_transfer = s3c24xx_spi_setupxfer。这样就能进入s3c24xx_spi_setupxfer函数了，并且这时候t不等于NULL。

bitbang_work函数中的struct spi_transfer  *t = NULL;那么到底是哪一句为t赋值的呢？再调试。应该是list_for_each_entry (t, &m->transfers, transfer_list) 句。

继续分析串口信息，又进入了s3c24xx_spi_setupxfer啊！bitbang_work有调用吗？继续看，代码如下

/* restore speed and wordsize */

if (setup_transfer)

setup_transfer(spi, NULL);

if (!(status == 0 && cs_change)) {

ndelay(nsecs);

bitbang->chipselect(spi, BITBANG_CS_INACTIVE);

ndelay(nsecs);

}

天呢！原来回复数据。也就是说我的此次spi自收发，用的不是初始化的值。原因是在应用层函数中传入了if (t->speed_hz || t->bits_per_word) 判断条件中的2个值。如果不传这2个值，那么应该就用的是我在kernel中设置的默认值了。试一下，名称为spidev_test5

见下图，效果和想象的是一致的。speed_hz与bits_per_word我在应用层注释掉了。就没调用如下代码段，途中的“ready to change freq”信息应该写成finish to change freq and other比较好，呵呵。

if (t->speed_hz || t->bits_per_word) {

printk("go bitbang_work 1\n");//by apple

setup_transfer = bitbang->setup_transfer;

if (!setup_transfer) {

status = -ENOPROTOOPT;

break;

}

}

if (setup_transfer) {

printk("setup_transfer\n"); //by apple

printk("NULL addr is 0x%2x,t addr is 0x%2x ",NULL,t); //by apple

status = setup_transfer(spi, t);

if (status < 0)

break;

}

备注:我的spidev_test函数的主函数中write和read函数都被我注释掉了。直接先transfer(fd);接着在read 2个寄存器后打印出来mode和speed。

上图1:

上图2：

上图3：