Linux SPI从机驱动开发要点

在 Linux 系统中，SPI 从机（Slave）驱动的开发主要围绕 spi_driver 结构体展开，通过设备树进行硬件资源配置，并使用 spi_transfer 和 spi_message 进行数据传输。

一、SPI 从机驱动核心框架

一个标准的 SPI 设备驱动包含以下核心结构：

c 复制代码

#include <linux/spi/spi.h>

static const struct of_device_id my_spi_of_match[] = {
    { .compatible = "vendor,my-spi-device" },
    {},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_spi_of_match);

static int my_spi_probe(struct spi_device *spi)
{
    // 1. 获取设备树配置
    // 2. 初始化设备私有数据结构
    // 3. 配置 SPI 参数（模式、频率等）
    // 4. 注册字符设备或其它内核接口
    printk(KERN_INFO "My SPI device probed successfully.
");
    return 0;
}

static void my_spi_remove(struct spi_device *spi)
{
    // 清理资源
    printk(KERN_INFO "My SPI device removed.
");
}

static struct spi_driver my_spi_driver = {
    .driver = {
        .name = "my_spi_device",
        .of_match_table = my_spi_of_match,
        .owner = THIS_MODULE,
    },
    .probe = my_spi_probe,
    .remove = my_spi_remove,
};

module_spi_driver(my_spi_driver);

二、设备树节点配置

在硬件平台的设备树源文件（.dts）中，需要为 SPI 从机设备添加节点，该节点必须挂载在对应的 SPI 控制器（主机）节点之下。

dts 复制代码

&spi0 { /* 假设这是 SPI 控制器节点 */
    status = "okay";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;

    my_spi_device@0 {
        compatible = "vendor,my-spi-device"; // 必须与驱动中的匹配表一致
        reg = <0>; // 片选信号编号
        spi-max-frequency = <10000000>; // 最大通信频率
        spi-cpol; // 可选：时钟极性高
        spi-cpha; // 可选：时钟相位第二个边沿采样
        // 其它 GPIO、中断等配置
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <5 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
    };
};

三、SPI 数据传输模型

Linux SPI 核心层使用 spi_transfer 和 spi_message 来组织一次或多次数据传输。

数据结构	描述	关键成员
`struct spi_transfer`	描述一次单/双向数据传输	`.tx_buf`, `.rx_buf`, `.len`, `.delay_usecs`, `.speed_hz`
`struct spi_message`	多个 `spi_transfer` 的集合，原子执行	`.transfers` (链表), `.actual_length`

同步数据传输示例：

c 复制代码

int spi_send_receive(struct spi_device *spi, u8 *tx_data, u8 *rx_data, int len)
{
    int ret;
    struct spi_transfer t = {
        .tx_buf = tx_data,
        .rx_buf = rx_data,
        .len = len,
        .delay_usecs = 10, // 传输间延时
        .speed_hz = spi->max_speed_hz, // 可覆盖默认速度
    };
    struct spi_message m;

    spi_message_init(&m);
    spi_message_add_tail(&t, &m);
    ret = spi_sync(spi, &m); // 同步调用，阻塞等待完成

    if (ret < 0) {
        dev_err(&spi->dev, "SPI transfer failed: %d
", ret);
    } else {
        // 成功，实际传输长度在 m.actual_length
    }
    return ret;
}

四、关键配置与调试

内核配置 ：确保内核已启用 SPI 子系统及对应控制器驱动。

bash 复制代码

Device Drivers  --->
    [*] SPI support  --->
        <*>   Your SoC SPI controller driver (e.g., ARM SoC SPI)

用户空间测试 ：使用 spidev_test 工具（内核源码 tools/spi/ 目录下）进行快速验证。