7.10.5. 设计说明

7.10.5.1. 源码说明

相关模块	源码路径
SPI subsystem	linux-5.10/drivers/spi/
Driver	linux-5.10/drivers/spi/

7.10.5.2. 模块架构

../../../_images/spi_kernel_arch.png — 图 7.50 内核 SPI 框图

由于使用 SPI 的外设较多，内核中通过 SPI 子系统来支持各种 SPI 外设，整体架构如上图所示，包括：

ZX SPI 驱动

SPI Core

SPI-MEM

面向内核的 API

面向用户空间的接口（SPIDEV）

由于 SPI 传输需要使用 DMA，因此 DMA 子系统是一个相关模块。

7.10.5.3. 关键流程

7.10.5.3.1. 初始化

aic_spi_probe();
|-> irq = platform_get_irq(pdev, 0);
|-> ctlr = spi_alloc_master(&pdev->dev, sizeof(struct aic_spi));
|-> platform_set_drvdata(pdev, ctlr);
|-> aicspi->dma_rx = dma_request_slave_channel(aicspi->dev, "rx");
|-> aicspi->dma_tx = dma_request_slave_channel(aicspi->dev, "tx");
    |-> request_irq(aicspi->irq, aic_spi_handle_irq, 0, aicspi->dev_name, aicspi);
|-> spi_register_controller(ctlr);

7.10.5.3.2. 中断流程

SPI 控制器驱动中的中断处理并不复杂，当中断发生时，首先在 irq handler 中读取相关状态寄存器，然后判断如何处理：

static irqreturn_t aic_spi_handle_irq(int irq, void *dev_id)
{
    ...

    spi_ctlr_pending_irq_clr(status, base_addr);
    /* master mode, Transfer Complete Interrupt */
    if (status & ISR_BIT_TC) {
        ...
        spi_ctlr_irq_disable(ISR_BIT_TC | ISR_BIT_ERRS, base_addr);
        spi_finalize_current_transfer(aicspi->ctlr);    // 传输完成，通知调用者
        ...
        return IRQ_HANDLED;
    } else if (status & ISR_BIT_ERRS) {
        ...
        spi_ctlr_irq_disable(ISR_BIT_TC | ISR_BIT_ERRS, base_addr);
        spi_ctlr_soft_reset(base_addr);                 // 传输出错，reset 控制器
        spi_finalize_current_transfer(aicspi->ctlr);
        ...
        return IRQ_HANDLED;
    }
    ...
    return IRQ_NONE;
}

7.10.5.4. 数据结构

enum spi_mode_type {
    SINGLE_HALF_DUPLEX_RX,
    SINGLE_HALF_DUPLEX_TX,
    SINGLE_FULL_DUPLEX_RX_TX,
    DUAL_HALF_DUPLEX_RX,
    DUAL_HALF_DUPLEX_TX,
    QUAD_HALF_DUPLEX_RX,
    QUAD_HALF_DUPLEX_TX,
    MODE_TYPE_NULL,
};

设备数据结构。

struct aic_spi {
    struct device *dev;                 // 设备指针
    struct spi_controller *ctlr;        // SPI CORE 的控制器指针
    void __iomem *base_addr;            // 映射后的 SPI 控制器地址
    struct clk *mclk;                   // SPI 控制器的时钟
    struct reset_control *rst;          // SPI 控制器的复位
    struct dma_chan *dma_rx;            // SPI 控制器的接收 DMA Channel
    struct dma_chan *dma_tx;            // SPI 控制器的发送 DMA Channel
    dma_addr_t dma_addr_rx;             // SPI 控制器 RX FIFO 地址
    dma_addr_t dma_addr_tx;             // SPI 控制器 TX FIFO 地址
    enum spi_mode_type mode_type;
    unsigned int irq;                   // 中断号
    char dev_name[48];
    spinlock_t lock;
};

7.10.5.5. 接口设计

7.10.5.5.1. aic_spi_setup

函数原型	int aic_spi_setup(struct spi_device *spi)
功能说明	SPI 设备的传输位宽、模式的检查和配置
参数定义	struct spi_device *spi SPI 设备指针
返回值	0: 成功其他: 失败
注意事项

7.10.5.5.2. aic_spi_set_cs

函数原型	void aic_spi_set_cs(struct spi_device *spi, bool cs_high)
功能说明	设置 SPI 设备的片选信号
参数定义	struct spi_device *spi SPI 设备指针 bool cs_high 是否选择该设备
返回值	无
注意事项

7.10.5.5.3. aic_spi_max_transfer_size

函数原型	size_t aic_spi_max_transfer_size(struct spi_device *spi)
功能说明	SPI CORE 获取当前 SPI 控制器单次最大可传输的数据长度
参数定义	struct spi_device *spi SPI 设备指针
返回值	单次可传输的数据长度
注意事项

7.10.5.5.4. aic_spi_transfer_one

函数原型	int aic_spi_transfer_one(struct spi_controller ctlr,struct spi_device spi, struct spi_transfer *t)
功能说明	执行一次传输
参数定义	struct spi_controller ctlr SPI 控制器指针 struct spi_device spi SPI 设备指针 struct spi_transfer *t 单次 SPI 传输结构体指针
返回值	0: 成功其他: 失败
注意事项