Linux Kernl添加spidev的設備節點

一、spidev介紹

如果在內核中配置spidev，會在/dev目錄下產生設備節點，通過此節點可以操作掛載在該SPI總線上的設備。用戶空間通過該節點可以訪問內核空間。

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二、配置spidev設備步驟

在i.MX6，Kernel 4.1.15上配置spidev的支持。

1、配置dts支持spi

根據spi的連接原理圖配置對應的imx6qp-xxx.dts，如：

&ecspi1 {
    compatible = "fsl,imx6q-ecspi";  // 匹配spi-imx驅動
    fsl,spi-num-chipselects = <1>;
    cs-gpios = <&gpio3 19 0>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1 &pinctrl_ecspi1_cs>;
    status = "okay";
    spidev@0x00 {         // 必須添加spidev的設備節點
        compatible = "spidev";
        spi-max-frequency = <20000000>;
        reg = <0>;
    };
};


pinctrl_ecspi1: ecspi1grp {
    fsl,pins = <
        MX6QDL_PAD_EIM_D17__ECSPI1_MISO     0x100b1
        MX6QDL_PAD_EIM_D18__ECSPI1_MOSI     0x100b1
        MX6QDL_PAD_EIM_D16__ECSPI1_SCLK     0x100b1
        >;
    };

pinctrl_ecspi1_cs: ecspi1cs {
    fsl,pins = <
        MX6QDL_PAD_EIM_D19__GPIO3_IO19 0x80000000
        >;
    };

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2、配置 imx6q-ecspi 的支持

在drivers/spi/spi-imx.c的static const struct of_device_id spi_imx_dt_ids[]；中仿照

{ .compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", .data = &imx6ul_ecspi_devtype_data, }

添加支持新的設備：

{ .compatible = "fsl,imx6q-ecspi", .data = &imx6q_ecspi_devtype_data, }

這裏面的名字一定要與dts中的compatible字段保持一致。如果platform設備與驅動匹配上了，那麼就會執行drivers/spi/spi-imx.c的spi_imx_probe()函數，在probe()函數中會通過of接口獲取dts中的配置，比如cs-gpios、num-chipselects 等信息。並且還會通過platform_get_resource()和
devm_ioremap_resource()獲取io_base以及映射io_base到內存空間去，以及獲取irq等信息。如下：

res = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
spi_imx->base = devm_ioremap_resource(&pdev->dev, res);
if (IS_ERR(spi_imx->base)) {
    ret = PTR_ERR(spi_imx->base);
    goto out_master_put;
}

irq = platform_get_irq(pdev, 0);
if (irq < 0) {
    ret = irq;
    goto out_master_put;
}

ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, spi_imx_isr, 0,
               dev_name(&pdev->dev), spi_imx);
if (ret) {
    dev_err(&pdev->dev, "can't get irq%d: %d\n", irq, ret);
    goto out_master_put;
}

當probe()成功後，驅動正確加載，在板子上輸入#cat /proc/iomem命令可以看到當前io mem的情況，如下：

uid=0 gid=1007@Android:/ #cat /proc/iomem
00110000-00111fff : /soc/dma-apbh@00110000
00130000-00133fff : galcore register region
00134000-00137fff : galcore register region
00905000-0093ffff : 905000.sram
00940000-0095ffff : 940000.sram
00960000-0097ffff : 960000.sram
02018000-0201bfff : /soc/aips-bus@02000000/spba-bus@02000000/ecspi@02018000
02020000-02023fff : /soc/aips-bus@02000000/spba-bus@02000000/serial@02020000
0209c000-0209ffff : /soc/aips-bus@02000000/gpio@0209c000
020a0000-020a3fff : /soc/aips-bus@02000000/gpio@020a0000

可見，ecspi使用的io 內存映射的空間是從02018000-0201bfff。如果我們使用#cat /proc/interupts的命令可以查看註冊中斷的情況，如：

uid=0 gid=1007@Android:/ #cat /proc/interrupts
           CPU0       CPU1       CPU2       CPU3       
16:       1358        419       1274       1059       GIC  29 Edge      twd
17:          0          0          0          0       GPC  55 Level     i.MX Timer Tick
22:        226          0          0          0       GPC  26 Level     2020000.serial
24:         33          0          0          0       GPC  35 Level     2018000.ecspi

這些信息不用我們去配置，在官方BSP包中的dts已配置好，我們只需要include對應的dts並且在那基礎上做自己的修改。上述配置信息就在 imx6q.dtsi 文件中

ecspi1: ecspi@02018000 {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
    compatible = "fsl,imx6q-ecspi", "fsl,imx51-ecspi";
    reg = <0x02018000 0x4000>;
    interrupts = <0 35 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&clks IMX6Q_CLK_ECSPI5>,
             <&clks IMX6Q_CLK_ECSPI5>;
    clock-names = "ipg", "per";
    dmas = <&sdma 11 7 1>, <&sdma 12 7 2>;
    dma-names = "rx", "tx";
    status = "disabled";
};

這個文件中很多設備都是disabled的，如果我們需要使用，不必再這裏設置okay，因爲通常情況下客戶會自己添加一個imx6qp-xxx.dts的文件，然後再#include "imx6q.dtsi"，在imx6qp-xxx.dts添加自己所需要的設備之後會設置status = "okay"，此時會將imx6q.dtsi中關於status的信息覆蓋同名參數並且合併其他的信息。如imx6qp-xxx.dts的配置一樣。

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3、spidev驅動

上述配置spidev設備之後，就要配置添加spidev驅動。在 arch/arm/configs/xxx_defconfig中添加CONFIG_SPI_SPIDEV=y那麼就會編譯drivers/spi/spidev.c文件，該文件的內容是註冊一個spidev驅動。該驅動是一個字符設備驅動。
如果設備與驅動匹配，那麼就會執行spidev_probe()的內容。在spidev_probe()函數中會調用device_create()成功後在 /dev 目錄下就會生成 spidev 相關的設備節點。

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4、錯誤信息

雖然可以生成 /dev/spidevA.B 的設備節點，但是kernel msg打印如下錯誤：

spidev spi4.0: buggy DT: spidev listed directly in DT

之所以出現上述警告信息，是因爲在 /driver/spi/spidev.c中的spidev_probe()函數中做如下的檢測：

個人覺得此處沒必要做這樣的檢查。雖說spidev是虛擬出來的一個設備，但是它確實是一個設備，既然是設備，就應該在設備樹上體現出來。
因爲認爲 spidev 設備是Linux實現的虛擬設備而不是真正的關於硬件描述的設備，不應該放到DT裏面。解決上述問題可以參照如下文章：
http://yurovsky.github.io/2016/10/07/spidev-linux-devices/