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：
