该系列文章将分为四个部分:
第一部分,将对SPI子系统整体进行描述,同时给出SPI的相关数据结构,最后描述SPI总线的注册。基于S3C2440的嵌入式Linux驱动——SPI子系统解读(一)
第二部分,该文将对SPI的主控制器(master)驱动进行描述。基于S3C2440的嵌入式Linux驱动——SPI子系统解读(二)
第三部分,即本篇文章,该文将对SPI设备驱动,也称protocol 驱动,进行讲解。
第四部分,通过SPI设备驱动留给用户层的API,我们将从上到下描述数据是如何通过SPI的protocol 驱动,由bitbang中转,最后由master驱动将数据传输出
去。 基于S3C2440的嵌入式Linux驱动——SPI子系统解读(四)
本文属于第三部分。
5. SPI设备驱动
在主控制器驱动中,spi_device已经注册了,在设备驱动中,首先要做的就是注册spi_driver,并提供用户层相应的API。
5.1 SPI设备驱动的注册
下列数据结构及函数位于drivers/spi/spidev.c。
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static struct file_operations spidev_fops = {
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.owner = THIS_MODULE,
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.write = spidev_write,
-
.read = spidev_read,
-
.unlocked_ioctl = spidev_ioctl,
-
.open = spidev_open,
-
.release = spidev_release,
-
};
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-
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static struct class *spidev_class;
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static struct spi_driver spidev_spi = {
-
.driver = {
-
.name = "spidev",
-
.owner = THIS_MODULE,
-
},
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.probe = spidev_probe,
-
.remove = __devexit_p(spidev_remove),
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-
-
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-
-
};
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static int __init spidev_init(void)
-
{
-
int status;
-
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BUILD_BUG_ON(N_SPI_MINORS > 256);
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status = register_chrdev(SPIDEV_MAJOR, "spi", &spidev_fops);
-
if (status < 0)
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return status;
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spidev_class = class_create(THIS_MODULE, "spidev");
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if (IS_ERR(spidev_class)) {
-
unregister_chrdev(SPIDEV_MAJOR, spidev_spi.driver.name);
-
return PTR_ERR(spidev_class);
-
}
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status = spi_register_driver(&spidev_spi);
-
if (status < 0) {
-
class_destroy(spidev_class);
-
unregister_chrdev(SPIDEV_MAJOR, spidev_spi.driver.name);
-
}
-
return status;
-
}
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module_init(spidev_init);
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static void __exit spidev_exit(void)
-
{
-
spi_unregister_driver(&spidev_spi);
-
class_destroy(spidev_class);
-
unregister_chrdev(SPIDEV_MAJOR, spidev_spi.driver.name);
-
}
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module_exit(spidev_exit);
该函数中,创建了一个字符设备以提供API给用户层,同时创建了一个spidev类,最后注册spi_driver到内核中。
在这里我们看到了SPI设备驱动是如何提供API给用户层的,那就是通过再熟悉不过的字符设备。通过字符设备,给用户层提供了5个API:open,release,write,read和ioctl。本文在后面将介绍open和close,剩余3个将在本系列的第四篇文章中介绍。
接着看下spi_register_driver函数, 该函数位于drivers/spi/spidev.c。
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int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)
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{
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sdrv->driver.bus = &spi_bus_type;
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if (sdrv->probe)
-
sdrv->driver.probe = spi_drv_probe;
-
if (sdrv->remove)
-
sdrv->driver.remove = spi_drv_remove;
-
if (sdrv->shutdown)
-
sdrv->driver.shutdown = spi_drv_shutdown;
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return driver_register(&sdrv->driver);
-
}
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EXPORT_SYMBOL_GPL(spi_register_driver);
在调用driver_register的过程中,将用driver.name和spi_device的modalias字段进行比较,两者相等则将该spi_driver和spi_device进行绑定。
当spi_driver注册成功以后,将调用probe方法:spidev_probe函数。
5.2 probe方法
我们来看看spidev_probe这个函数,该函数位于drivers/spi/spidev.c。
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#define SPIDEV_MAJOR 153 /* assigned */
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#define N_SPI_MINORS 32 /* ... up to 256 */
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static unsigned long minors[N_SPI_MINORS / BITS_PER_LONG];
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static LIST_HEAD(device_list);
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static DEFINE_MUTEX(device_list_lock);
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static int spidev_probe(struct spi_device *spi)
-
{
-
struct spidev_data *spidev;
-
int status;
-
unsigned long minor;
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spidev = kzalloc(sizeof(*spidev), GFP_KERNEL);
-
if (!spidev)
-
return -ENOMEM;
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-
-
spidev->spi = spi;
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spin_lock_init(&spidev->spi_lock);
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mutex_init(&spidev->buf_lock);
-
-
INIT_LIST_HEAD(&spidev->device_entry);
-
-
-
-
-
mutex_lock(&device_list_lock);
-
minor = find_first_zero_bit(minors, N_SPI_MINORS);
-
if (minor < N_SPI_MINORS) {
-
struct device *dev;
-
-
spidev->devt = MKDEV(SPIDEV_MAJOR, minor);
-
dev = device_create(spidev_class, &spi->dev, spidev->devt,
-
spidev, "spidev%d.%d",
-
spi->master->bus_num, spi->chip_select);
-
status = IS_ERR(dev) ? PTR_ERR(dev) : 0;
-
} else {
-
dev_dbg(&spi->dev, "no minor number available!\n");
-
status = -ENODEV;
-
}
-
if (status == 0) {
-
set_bit(minor, minors);
-
list_add(&spidev->device_entry, &device_list);
-
}
-
mutex_unlock(&device_list_lock);
-
-
if (status == 0)
-
spi_set_drvdata(spi, spidev);
-
else
-
kfree(spidev);
-
-
return status;
-
}
其中用到的的struct spidev_data结构如下:
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struct spidev_data {
-
dev_t devt;
-
spinlock_t spi_lock;
-
struct spi_device *spi;
-
struct list_head device_entry;
-
-
-
struct mutex buf_lock;
-
unsigned users;
-
u8 *buffer;
-
};
-
"font-size:12px;">
-
这个函数中,分配了spidev_data和次设备号,随后根据主次设备号创建了设备节点。设备节点的名字是spidev“bus_num””.chip_select",意思就是该设备是在第几个SPI接口上的第几个设备。
此外,将spidev添加到device_list中,这样做就方便查找该spidev。
5.3 remove方法
下列函数位于drivers/spi/spidev.c。
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static int spidev_remove(struct spi_device *spi)
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{
-
struct spidev_data *spidev = spi_get_drvdata(spi);
-
-
-
spin_lock_irq(&spidev->spi_lock);
-
spidev->spi = NULL;
-
spi_set_drvdata(spi, NULL);
-
spin_unlock_irq(&spidev->spi_lock);
-
-
-
mutex_lock(&device_list_lock);
-
list_del(&spidev->device_entry);
-
device_destroy(spidev_class, spidev->devt);
-
clear_bit(MINOR(spidev->devt), minors);
-
if (spidev->users == 0)
-
kfree(spidev);
-
mutex_unlock(&device_list_lock);
-
-
return 0;
-
}
6. open和release
接着来看下open和release系统调用的API接口,其余3个接口将在本系列的第四篇文章中给出。
6.1 open方法
下列函数位于drivers/spi/spidev.c。
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static int spidev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
-
{
-
struct spidev_data *spidev;
-
int status = -ENXIO;
-
-
lock_kernel();
-
mutex_lock(&device_list_lock);
-
-
list_for_each_entry(spidev, &device_list, device_entry) {
-
if (spidev->devt == inode->i_rdev) {
-
status = 0;
-
break;
-
}
-
}
-
if (status == 0) {
-
-
if (!spidev->buffer) {
-
spidev->buffer = kmalloc(bufsiz, GFP_KERNEL);
-
if (!spidev->buffer) {
-
dev_dbg(&spidev->spi->dev, "open/ENOMEM\n");
-
status = -ENOMEM;
-
}
-
}
-
if (status == 0) {
-
spidev->users++;
-
filp->private_data = spidev;
-
nonseekable_open(inode, filp);
-
}
-
} else
-
pr_debug("spidev: nothing for minor %d\n", iminor(inode));
-
-
mutex_unlock(&device_list_lock);
-
unlock_kernel();
-
return status;
-
}
在这里,以device_list为链表头,遍历所有的spidev_data结构,通过设备节点的设备号和spidev_data中保存的设备号进行匹配,来找到属于该设备节点的spi设备。随后,分配了spi设备驱动层所使用的缓冲区,最后增加打开计数。
6.2 release方法
下列函数位于drivers/spi/spidev.c。
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static int spidev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
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{
-
struct spidev_data *spidev;
-
int status = 0;
-
-
mutex_lock(&device_list_lock);
-
spidev = filp->private_data;
-
filp->private_data = NULL;
-
-
-
spidev->users--;
-
if (!spidev->users) {
-
int dofree;
-
-
kfree(spidev->buffer);
-
spidev->buffer = NULL;
-
-
-
spin_lock_irq(&spidev->spi_lock);
-
dofree = (spidev->spi == NULL);
-
spin_unlock_irq(&spidev->spi_lock);
-
-
if (dofree)
-
kfree(spidev);
-
}
-
mutex_unlock(&device_list_lock);
-
-
return status;
-
}
至此,对于protocol驱动层的框架进行了简单的分析,在下一篇将对该驱动层很多未分析的函数进行一一讲解。下一篇的内容非常的重要哦。
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