Linux内核与驱动：GPIO设备树与SPI设备树的区别

首先先看SPI的整体应用-内核-硬件的框架：

在硬件层我们可以看到存在SPI控制器和SPI外设，而我们一般操作的是外设，所以写的驱动也是外设的驱动，而SPI控制器连接的是SPI适配器的驱动层，这部分驱动是由芯片原厂工程师进行编写的。

我们本篇文章描述的是设备树的写法，我们知道设备树描述的是**硬件设备与CPU无法自动发现的硬件连接关系，**由图可知，对于SPI来说，或者说对于我们要编写一个SPI外设来说，具有两个硬件设备，一个是SPI控制器，一个是SPI外设，一般情况下SPI控制器的设备树是原厂工程师写好了的，所以我们一般只需要自己写SPI外设的设备树即可。

**GPIO：**GPIO也是如此，分为GPIO控制器和GPIO"外设"（即使用GPIO的设备，如led），我们需要编写的也是GPIO"外设"的设备树。、

接下里我们对比两种外设的写法：

GPIO控制器及其GPIO使用者设备树

GPIO控制器：

bash 复制代码

gpio1: gpio@0209c000 {
    compatible = "fsl,imx6ul-gpio";
    reg = <0x0209c000 0x4000>;
    interrupts = <GIC_SPI 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;

    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;

    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <2>;
};

可知，这个节点可以作为GPIO控制器，也可以作为中断控制器。

GPIO"外设"：

bash 复制代码

led {
    compatible = "mycompany,myled";
    led-gpios = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
};

SPI控制器及其外设设备树

SPI控制器：

spi控制器节点一般在芯片级.dtsi文件中。

SPI外设：

bash 复制代码

&spi0 {
    status = "okay"; // 启用 SPI0 控制器
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&spi0m1_pins>; // 确保引脚复用配置正确

    /* 你的外设子节点 */
    my_sensor@0 {
        compatible = "vendor,my-sensor-model"; // 必须与驱动中的 of_match_table 一致
        reg = <0>;                             // 使用 CS0 (片选0)
        spi-max-frequency = <10000000>;        // 最大时钟频率 10MHz
        
        /* 可选属性 */
        spi-cpol;                              // 如果外设需要 CPOL=1
        spi-cpha;                              // 如果外设需要 CPHA=1
        
        /* 中断引脚配置（如果外设带中断） */
        interrupt-parent = <&gpio1>;
        interrupts = <RK_PA1 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;
    };
};

写法分析

我们可以发现 GPIO 和 SPI 都有"控制器"和"外设"，但它们在设备树里的写法不同，根本原因是：

SPI 是总线，外设是挂在 SPI 控制器下面的"子设备"；GPIO 不是总线，外设只是"使用了某几根 GPIO 线"。

设备树既可以用父子节点 表示总线拓扑，也可以用 phandle 引用表示资源连接关系。Linux 设备树文档也说明，DT 本质是描述硬件的数据结构，除了树形父子关系外，还允许节点之间建立任意引用关系；常见 binding 会描述 data bus、GPIO connection、interrupt line、peripheral device 等硬件特征。

SPI 是典型总线结构：

bash 复制代码

SPI 控制器
 ├── CS0 外设
 ├── CS1 外设
 └── CS2 外设

而GPIO不是父子结构，GPIO 更像是一组"可借用的引脚资源"。

对比	SPI	GPIO
本质	总线	引脚资源
外设和控制器关系	外设挂在 SPI 控制器下面	外设使用 GPIO 控制器的一根线
设备树表示	父子节点	phandle 引用
外设身份	`spi_device`	通常是 platform device / input device / led device 等
地址含义	`reg = <CS号>`	`<&gpiox pin flags>`
内核解析	SPI core 扫描子节点	GPIO consumer API 解析 `xxx-gpios`