通過第一篇文章，我們已經知道，整個SPI驅動架構可以分為協議驅動、通用接口層和控制器驅動三大部分。其中，控制器驅動負責最底層的數據收發工作，為了完成數據的收發工作，控制器驅動需要完成以下這些功能：
1. 申請必要的硬件資源，例如中斷，DMA通道，DMA內存緩沖區等等；
2. 配置SPI控制器的工作模式和參數，使之可以和相應的設備進行正確的數據交換工作；
3. 向通用接口層提供接口，使得上層的協議驅動可以通過通用接口層訪問控制器驅動；
4. 配合通用接口層，完成數據消息隊列的排隊和處理，直到消息隊列變空為止；
/*****************************************************************************************************/
聲明：本博內容均由http://blog.csdn.net/droidphone原創，轉載請注明出處，謝謝！
/*****************************************************************************************************/
定義控制器設備
SPI控制器遵循linux的設備模型框架，所以，一個SPI控制器在代碼中對應一個device結構，對於嵌入式系統，我們通常把SPI控制器作為一個平台設備來對待，所以，對於我們來說，只要在板級的代碼中為SPI控制器定義一個platform_device結構即可。下面以Samsung的SOC芯片：S3C6410，做為例子，看看如何定義這個platform_device。以下的代碼來自：/arch/arm/plat-samsung/devs.c中：
static struct resource s3c64xx_spi0_resource[] = {
[0] = DEFINE_RES_MEM(S3C_PA_SPI0, SZ_256),
[1] = DEFINE_RES_DMA(DMACH_SPI0_TX),
[2] = DEFINE_RES_DMA(DMACH_SPI0_RX),
[3] = DEFINE_RES_IRQ(IRQ_SPI0),
};
struct platform_device s3c64xx_device_spi0 = {
.name = "s3c6410-spi",
.id = 0,
.num_resources = ARRAY_SIZE(s3c64xx_spi0_resource),
.resource = s3c64xx_spi0_resource,
.dev = {
.dma_mask = &samsung_device_dma_mask,
.coherent_dma_mask = DMA_BIT_MASK(32),
},
};
由此可見，在這個platform_device中，我們定義了控制器所需的寄存器地址、DMA通道資源和IRQ編號，設備的名字定義為：s3c64xx-spi，這個名字用於后續和相應的控制器驅動相匹配。在machine的初始化代碼中，我們需要注冊這個代表SPI控制器的平台設備，另外，也會通過s3c64xx_spi0_set_platdata函數設置平台相關的參數供后續的控制器驅動使用：
static struct platform_device *crag6410_devices[] __initdata = {
......
&s3c64xx_device_spi0,
......
};
static void __init xxxx_machine_init(void)
{
s3c64xx_spi0_set_platdata(NULL, 0, 2);
//注冊平台設備
platform_add_devices(crag6410_devices, ARRAY_SIZE(crag6410_devices));
}
s3c64xx_spi0_set_platdata函數的定義如下：
void __init s3c64xx_spi0_set_platdata(int (*cfg_gpio)(void), int src_clk_nr,
int num_cs)
{
struct s3c64xx_spi_info pd;
......
pd.num_cs = num_cs;
pd.src_clk_nr = src_clk_nr;
pd.cfg_gpio = (cfg_gpio) ? cfg_gpio : s3c64xx_spi0_cfg_gpio;
......
s3c_set_platdata(&pd, sizeof(pd), &s3c64xx_device_spi0);
}
上述函數主要是指定了控制器使用到的gpio配置、片選引腳個數和時鍾配置等信息。這些信息在后面的控制器驅動中要使用到。
注冊SPI控制器的platform_driver
上一節中，我們把SPI控制器注冊為一個platform_device，相應地，對應的驅動就應該是一個平台驅動：platform_driver，它們通過platform bus進行相互匹配。以下的代碼來自：/drivers/spi/spi-s3c64xx.c
static struct platform_driver s3c64xx_spi_driver = {
.driver = {
.name = "s3c64xx-spi",
.owner = THIS_MODULE,
.pm = &s3c64xx_spi_pm,
.of_match_table = of_match_ptr(s3c64xx_spi_dt_match),
},
.remove = s3c64xx_spi_remove,
.id_table = s3c64xx_spi_driver_ids,
};
MODULE_ALIAS("platform:s3c64xx-spi");
static int __init s3c64xx_spi_init(void)
{
return platform_driver_probe(&s3c64xx_spi_driver, s3c64xx_spi_probe);
}
subsys_initcall(s3c64xx_spi_init);
顯然，系統初始化階段（subsys_initcall階段），通過s3c64xx_spi_init()，注冊了一個平台驅動，該驅動的名字正好也是：s3c64xx-spi，自然地，平台總線會把它和上一節定義的platform_device匹配上，並且觸發probe回調被調用（就是s3c64xx_spi_probe函數）。當然，這里的匹配是通過id_table字段完成的：
static struct platform_device_id s3c64xx_spi_driver_ids[] = {
{
.name = "s3c2443-spi",
.driver_data = (kernel_ulong_t)&s3c2443_spi_port_config,
}, {
.name = "s3c6410-spi",
.driver_data = (kernel_ulong_t)&s3c6410_spi_port_config,
},
......
{ },
};
注冊spi_master
在linux設備模型看來，代表SPI控制器的是第一節所定義的platform_device結構，但是對於SPI通用接口層來說，代表控制器的是spi_master結構，關於spi_master結構的描述，請參看第二篇文章：Linux SPI總線和設備驅動架構之二：SPI通用接口層。我們知道，設備和驅動匹配上后，驅動的probe回調函數就會被調用，而probe回調函數正是對驅動程序和設備進行初始化的合適時機，本例中，對應的probe回調是：s3c64xx_spi_probe：
static int s3c64xx_spi_probe(struct platform_device *pdev)
{
......
/* 分配一個spi_master結構 */
master = spi_alloc_master(&pdev->dev,
sizeof(struct s3c64xx_spi_driver_data));
......
platform_set_drvdata(pdev, master);
......
master->dev.of_node = pdev->dev.of_node;
master->bus_num = sdd->port_id;
master->setup = s3c64xx_spi_setup;
master->cleanup = s3c64xx_spi_cleanup;
master->prepare_transfer_hardware = s3c64xx_spi_prepare_transfer;
master->transfer_one_message = s3c64xx_spi_transfer_one_message;
master->unprepare_transfer_hardware = s3c64xx_spi_unprepare_transfer;
master->num_chipselect = sci->num_cs;
master->dma_alignment = 8;
master->bits_per_word_mask = SPI_BPW_MASK(32) | SPI_BPW_MASK(16) |
SPI_BPW_MASK(8);
/* the spi->mode bits understood by this driver: */
master->mode_bits = SPI_CPOL | SPI_CPHA | SPI_CS_HIGH;
master->auto_runtime_pm = true;
......
/* 向通用接口層注冊spi_master結構 */
if (spi_register_master(master)) {
dev_err(&pdev->dev, "cannot register SPI master\n");
ret = -EBUSY;
goto err3;
}
......
}
上述函數，除了完成必要的硬件資源初始化工作以外，最重要的工作就是通過spi_alloc_master函數分配了一個spi_master結構，初始化該結構，最終通過spi_register_master函數完成了對控制器的注冊工作。從代碼中我們也可以看出，spi_master結構中的幾個重要的回調函數已經被賦值，這幾個回調函數由通用接口層在合適的時機被調用，以便完成控制器和設備之間的數據交換工作。
實現spi_master結構的回調函數
事實上，SPI控制器驅動程序的主要工作，就是要實現spi_master結構中的幾個回調函數，其它的工作邏輯，均由通用接口層幫我們完成，通用接口層會在適當的時機調用這幾個回調函數，這里我只是介紹一下各個回調函數的作用，具體的實現例子，請各位自行閱讀代碼樹中各個平台的例子（代碼位於：/drivers/spi/）。
int (*setup)(struct spi_device *spi)
int (*transfer)(struct spi_device *spi, struct spi_message *mesg)
目前已經可以不用我們自己實現該回調函數，初始化時直接設為NULL即可，目前的通用接口層已經實現了消息隊列化，注冊spi_master時，通用接口層會提供實現好的通用函數。現在只有一些老的驅動還在使用該回調方式，新的驅動應該停止使用該回調函數，而是應該使用隊列化的transfer_one_message回調。需要注意的是，我們只能選擇其中一種方式，設置了transfer_one_message回調，就不能設置transfer回調，反之亦然。
void (*cleanup)(struct spi_device *spi)
當一個SPI從設備（spi_device結構）被釋放時，該回調函數會被調用，以便釋放該從設備所占用的硬件資源。
int (*prepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master)
int (*unprepare_transfer_hardware)(struct spi_master *master)
這兩個回調函數用於在發起一個數據傳送過程前和后，給控制器驅動一個機會，申請或釋放某些必要的硬件資源，例如DMA資源和內存資源等等。
int (*prepare_message)(struct spi_master *master, struct spi_message *message)
int (*unprepare_message)(struct spi_master *master, struct spi_message *message)
這兩個回調函數也是用於在發起一個數據傳送過程前和后，給控制器驅動一個機會，對message進行必要的預處理或后處理，比如根據message需要交換數據的從設備，設定控制器的正確工作時鍾、字長和工作模式等。