davinci平台的spi驱动框架

 一、SPI总线概述
 SPI是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口，是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便。
 SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要4根线，事实上3根也可以。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI(数据输入)，SDO(数据输出)，SCLK(时钟)，CS(片选)。
 MOSI(SDO)：主器件数据输出，从器件数据输入。
 MISO(SDI)：主器件数据输入，从器件数据输出。
 SCLK ：时钟信号，由主器件产生。
 CS：从器件使能信号，由主器件控制。
 其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效，这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。需要注意的是，在具体的应用中，当一条SPI总线上连接有多个设备时，SPI本身的CS有可能被其他的GPIO脚代替，即每个设备的CS脚被连接到处理器端不同的GPIO，通过操作不同的GPIO口来控制具体的需要操作的SPI设备，减少各个SPI设备间的干扰。
 SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位从MSB或者LSB开始传输的，这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，MISO、MOSI则基于此脉冲完成数据传输。 SPI支持4-32bits的串行数据传输，支持MSB和LSB，每次数据传输时当从设备的大小端发生变化时需要重新设置SPI Master的大小端。

 二、Linux SPI驱动总体架构
 在2.6的linux内核中，SPI的驱动架构可以分为如下三个层次：SPI 核心层、SPI控制器驱动层和SPI设备驱动层。Linux 中SPI驱动代码位于drivers/spi目录。
 1.SPI核心层
 SPI核心层是Linux的SPI核心部分，提供了核心数据结构的定义、SPI控制器驱动和设备驱动的注册、注销管理等API。其为硬件平台无关层，向下屏蔽了物理总线控制器的差异，定义了统一的访问策略和接口；其向上提供了统一的接口，以便SPI设备驱动通过总线控制器进行数据收发。
 Linux中，SPI核心层的代码位于driver/spi/spi.c。

 2.SPI控制器驱动层
 SPI控制器驱动层，每种处理器平台都有自己的控制器驱动，属于平台移植相关层。它的职责是为系统中每条SPI总线实现相应的读写方法。在物理上，每个SPI控制器可以连接若干个SPI从设备。
 在系统开机时，SPI控制器驱动被首先装载。一个控制器驱动用于支持一条特定的SPI总线的读写。一个控制器驱动可以用数据结构struct spi_master来描述。

 3.SPI设备驱动层
 SPI设备驱动层为用户接口层，其为用户提供了通过SPI总线访问具体设备的接口。
 SPI设备驱动层可以用两个模块来描述，struct spi_driver和struct spi_device。
 Driver是为device服务的，spi_driver注册时会扫描SPI bus上的设备，进行驱动和设备的绑定，probe函数用于驱动和设备匹配时被调用。从上面的结构体注释中我们可以知道，SPI的通信是通过消息队列机制，而不是像I2C那样通过与从设备进行对话的方式。

 三、spi子系统主要数据结构
 1.在Linux中，使用spi_master结构来描述一个SPI主机控制器的驱动。
 struct spi_master {
     struct device dev;
     s16 bus_num; //为该控制器对应的SPI总线号
     u16 num_chipselect; //控制器支持的片选数量，即能支持多少个spi设备，从设备的片选号不能大于这个数量
     u16 dma_alignment;
     int (*setup)(struct spi_device *spi);//函数是设置SPI总线的模式，时钟等的初始化函数， 针对设备设置SPI的工作时钟及数据传输模式等。在spi_add_device函数中调用
     int (*transfer)(struct spi_device *spi,struct spi_message *mesg);//实现SPI总线读写方法的函数。实现数据的双向传输，可能会睡眠
     void (*cleanup)(struct spi_device *spi); //注销时候调用
 };
 //分配，注册和注销的SPI主机的API由SPI核心提供：
 struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *host, unsigned size);
 int spi_register_master(struct spi_master *master);
 void spi_unregister_master(struct spi_master *master);

 2.在Linux中用spi_driver来描述一个SPI外设驱动。
 struct spi_driver {
     const struct spi_device_id *id_table;//匹配的设备表
     int            (*probe)(struct spi_device *spi);
     int            (*remove)(struct spi_device *spi);
     void        (*shutdown)(struct spi_device *spi);
     int            (*suspend)(struct spi_device *spi, pm_message_t mesg);
     int            (*resume)(struct spi_device *spi);
     struct device_driver    driver;
 };

 3.Linux用spi_device来描述一个SPI外设设备。
 struct spi_device {
     struct device        dev;
     struct spi_master    *master;//对应的控制器指针
     u32            max_speed_hz;//spi通信的时钟
     u8            chip_select; //片选，用于区分同一总线上的不同设备
     u8            mode;
 #define    SPI_CPHA    0x01            /* clock phase */
 #define    SPI_CPOL    0x02            /* clock polarity */
 #define    SPI_MODE_0    (0|0)            /* (original MicroWire) */
 #define    SPI_MODE_1    (0|SPI_CPHA)
 #define    SPI_MODE_2    (SPI_CPOL|0)
 #define    SPI_MODE_3    (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
 #define    SPI_CS_HIGH    0x04            /* chipselect active high? */
 #define    SPI_LSB_FIRST    0x08            /* per-word bits-on-wire */
 #define    SPI_3WIRE    0x10            /* SI/SO signals shared */
 #define    SPI_LOOP    0x20            /* loopback mode */
 #define    SPI_NO_CS    0x40            /* 1 dev/bus, no chipselect */
 #define    SPI_READY    0x80            /* slave pulls low to pause */
     u8            bits_per_word;//每个字长的比特数
     int            irq;//使用的中断号
     void            *controller_state;
     void            *controller_data;
     char            modalias[SPI_NAME_SIZE];//名字
 };
 看这三个结构的关系，这里spi_device与spi_master是同一个父设备，这是在spi_new_device函数中设定的，一般这个设备是一个物理设备。

 4.为了解决多个不同的SPI设备共享SPI控制器而带来的访问冲突，spi_bitbang使用内核提供的工作队列(workqueue)。 workqueue是Linux内核中定义的一种回调处理方式。采用这种方式需要传输数据时，不直接完成数据的传输，而是将要传输的工作分装成相应的消息 (spi_message)，发送给对应的workqueue，由与workqueue关联的内核守护线程(daemon)负责具体的执行。由于 workqueue会将收到的消息按时间先后顺序排列，这样就是对设备的访问严格串行化，解决了冲突。
 struct spi_bitbang {
     struct workqueue_struct *workqueue;//工作队列头
     struct work_struct work;//每一次传输都传递下来一个spi_message，都向工作队列头添加一个
     workspinlock_t lock;
     struct list_head queue;//挂接spi_message，如果上一次的spi_message还没有处理完，接下来的spi_message就挂接在queue上等待处理
     u8 busy;//忙碌标志
     u8 use_dma;
     u8 flags;
     struct spi_master *master;//指向spi控制器
     int (*setup_transfer)(struct spi_device *spi,struct spi_transfer *t);//设置传输模式
     void (*chipselect)(struct spi_device *spi, int is_on);//片选
 #define BITBANG_CS_ACTIVE 1 /* normally nCS, active low */
 #define BITBANG_CS_INACTIVE 0
     int (*txrx_bufs)(struct spi_device *spi, struct spi_transfer *t);//传输函数
     u32 (*txrx_word[4])(struct spi_device *spi,unsigned nsecs,u32 word, u8 bits);
 };

 5.下面来看看spi_message：
 struct spi_message {
     struct list_head transfers; //此次消息的传输队列，一个消息可以包含多个传输段
     struct spi_device *spi; //传输的目的设备
     unsigned is_dma_mapped:1; //如果为真，此次调用提供dma和cpu虚拟地址
     void (*complete)(void *context); //异步调用完成后的回调函数
     void *context; //回调函数的参数
     unsigned actual_length; //此次传输的实际长度
     int status; //执行的结果，成功被置0，否则是一个负的错误码
     struct list_head queue;
     void *state;
 };
 在有消息需要传递的时候，会将spi_transfer通过自己的transfer_list字段挂到spi_message的transfers链表头上。spi_message用来原子的执行spi_transfer表示的一串数组传输请求。这个传输队列是原子的，这意味着在这个消息完成之前不会有其 他消息占用总线。消息的执行总是按照FIFO的顺序。

 6.下面看一看spi_transfer：
 struct spi_transfer {
     const void *tx_buf; //要写入设备的数据(必须是dma_safe)，或者为NULL
     void *rx_buf; //要读取的数据缓冲(必须是dma_safe)，或者为NULL
     unsigned len; //tx和rx的大小(字节数),这里不是指它的和，而是各自的长度，他们总是相等的
     dma_addr_t tx_dma; //如果spi_message.is_dma_mapped是真，这个是tx的dma地址
     dma_addr_t rx_dma; //如果spi_message.is_dma_mapped是真，这个是rx的dma地址
     unsigned cs_change:1; //影响此次传输之后的片选，指示本次tranfer结束之后是否要重新片选并调用setup改变设置，这个标志可以较少系统开销u8
     bits_per_word; //每个字长的比特数，如果是0，使用默认值
     u16 delay_usecs; //此次传输结束和片选改变之间的延时，之后就会启动另一个传输或者结束整个消息
     u32 speed_hz; //通信时钟。如果是0，使用默认值
     struct list_head transfer_list; //用来连接的双向链表节点
 };

 7.spi控制器驱动的私有数据
 struct davinci_spi {
     struct spi_bitbang    bitbang;
     struct clk        *clk;//时钟
     u8            version;
     resource_size_t        pbase;//spi寄存器物理地址
     void __iomem        *base;//spi寄存器虚拟地址
     u32            irq;//spi中断号
     struct completion    done;

     const void    *tx;//发送buffer
     void            *rx;//读buffer
 #define SPI_TMP_BUFSZ    (SMP_CACHE_BYTES + 1)
     u8            rx_tmp_buf[SPI_TMP_BUFSZ];
     int            rcount;//读数据个数
     int            wcount;//写数据个数
     struct davinci_spi_dma    dma;
     struct davinci_spi_platform_data *pdata;

     void        (*get_rx)(u32 rx_data, struct davinci_spi *);//读数据函数
     u32            (*get_tx)(struct davinci_spi *);//发送数据函数
     u8            bytes_per_word[SPI_MAX_CHIPSELECT];
     u32            speed;
     u32            cs_num;
     bool        in_use;

 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
     struct notifier_block freq_transition;
 #endif
 };


 四、spi驱动初始化
 1.spi总线注册
 //spi总线结构
 struct bus_type spi_bus_type = {
     .name        = "spi",
     .dev_attrs    = spi_dev_attrs,
     .match        = spi_match_device,
     .uevent        = spi_uevent,
     .suspend    = spi_suspend,
     .resume        = spi_resume,
 };

 //spi_master类，会在sysfs文件系统创建该类
 static struct class spi_master_class = {
     .name        = "spi_master",
     .owner        = THIS_MODULE,
     .dev_release    = spi_master_release,
 };

 static int __init spi_init(void)
 {
     int    status;

     buf = kmalloc(SPI_BUFSIZ, GFP_KERNEL);
     if (!buf) {
         status = -ENOMEM;
         goto err0;
     }
     //分别对应sysfs文件系统中的sys/bus/下的spi目录和sys/class/下的spi_master目录。
     status = bus_register(&spi_bus_type);//注册spi总线
     if (status < 0)
         goto err1;

     status = class_register(&spi_master_class);//创建spi_master的类
     if (status < 0)
         goto err2;
     return 0;

 err2:
     bus_unregister(&spi_bus_type);
 err1:
     kfree(buf);
     buf = NULL;
 err0:
     return status;
 }

 2.spi控制器管脚的复用配置
 const short da850_spi0_pins[] __initdata = {
     DA850_SPI0_CLK,DA850_SPI0_ENA,DA850_SPI0_SOMI,DA850_SPI0_SIMO,
     -1
 };

 static __init void da850_evm_init(void)
 {
     //......
     ret = davinci_cfg_reg_list(da850_spi0_pins);//复用管脚配置
     if (ret)
         pr_warning("da850_evm_init: spi0 mux setup failed: %d\n",    ret);
     //......
 }

 3.注册spi的platform device设备
 static struct spi_board_info da850evm_spi_info[] = {
     {
         .modalias = "ads7846",//设备名，与spi_driver中定义的名字相同
         .bus_num = 0,
         .chip_select = 0,
         .max_speed_hz = 1500000,
         .mode             = SPI_MODE_0,
         .irq = 128,//GPIO1[11]
         .platform_data = &ads7846_config,
         },
 };

 static void __init da850evm_init_spi0(struct spi_board_info *info, unsigned len)
 {
     int ret;

     //注册spi设备的信息到board_list链表中，待spi master注册好后扫描这些板级设备再进行注册
     ret = spi_register_board_info(info, len);
     if (ret)
         pr_warning("failed to register board info : %d\n", ret);

     //注册spi0的platform device
     ret = da8xx_register_spi(0, &da850evm_spi0_pdata);
     if (ret)
         pr_warning("failed to register spi 1 device : %d\n", ret);

     if (!(system_rev & 0x100))
         register_mtd_user(&spi_notifier);
 }

 int __init spi_register_board_info(struct spi_board_info const *info, unsigned n)
 {
     struct boardinfo *bi;
     int i;

     bi = kzalloc(n * sizeof(*bi), GFP_KERNEL);//分配一个boardinfo结构
     if (!bi)
         return -ENOMEM;

     for (i = 0; i < n; i++, bi++, info++) {
         struct spi_master *master;
         memcpy(&bi->board_info, info, sizeof(*info));//填充boardinfo结构
         mutex_lock(&board_lock);
         list_add_tail(&bi->list, &board_list);//挂载到全局链表board_list中

         //遍历spi_master_list链表，查看是否有spi设备在此spi控制器上，现在因为spi master尚未注册，不会注册板级设备。
         //待spi控制器注册后，还会扫描链表进行匹配，来注册板级设备
         list_for_each_entry(master, &spi_master_list, list)
             spi_match_master_to_boardinfo(master, &bi->board_info);
         mutex_unlock(&board_lock);
     }
     return 0;
 }

 static struct resource da8xx_spi0_resources[] = {
     [0] = {
         .start = 0x01c41000,
         .end = 0x01c41fff,
         .flags = IORESOURCE_MEM,
     },
     [1] = {
         .start = IRQ_DA8XX_SPINT0,
         .end = IRQ_DA8XX_SPINT0,
         .flags = IORESOURCE_IRQ,
     },
     [2] = {
         .start = EDMA_CTLR_CHAN(0, 14),
         .end = EDMA_CTLR_CHAN(0, 14),
         .flags = IORESOURCE_DMA,
     },
     [3] = {
         .start = EDMA_CTLR_CHAN(0, 15),
         .end = EDMA_CTLR_CHAN(0, 15),
         .flags = IORESOURCE_DMA,
     },
     [4] = {
         .start = 0,
         .end = 0,
         .flags = IORESOURCE_DMA,
     },
 };

 static struct platform_device da8xx_spi_device[] = {
     [0] = {
         .name = "spi_davinci",
         .id = 0,
         .num_resources = ARRAY_SIZE(da8xx_spi0_resources),
         .resource = da8xx_spi0_resources,
     },
     [1] = {
         .name = "spi_davinci",
         .id = 1,
         .num_resources = ARRAY_SIZE(da8xx_spi1_resources),
         .resource = da8xx_spi1_resources,
     },
 };

 int __init da8xx_register_spi(int instance,struct davinci_spi_platform_data *pdata)
 {
     struct platform_device *pdev;

     if (instance == 0)
         pdev = &da8xx_spi_device[0];
     else if (instance == 1)
         pdev = &da8xx_spi_device[1];
     else
         return -EINVAL;

     pdev->dev.platform_data = pdata;

     return platform_device_register(pdev);//注册platform device设备
 }

 4.注册platform driver，会注册spi控制器spi_master

 static struct platform_driver davinci_spi_driver = {
     .driver = {
         .name = "spi_davinci",
         .owner = THIS_MODULE,
     },
     .remove = __exit_p(davinci_spi_remove),
     .suspend = davinci_spi_suspend,
     .resume = davinci_spi_resume,
 };

 static int __init davinci_spi_init(void)
 {
     return platform_driver_probe(&davinci_spi_driver, davinci_spi_probe);
 }

 //platform driver与platform device匹配成功后，调用davinci_spi_probe
 static int davinci_spi_probe(struct platform_device *pdev)
 {
     struct spi_master *master;
     struct davinci_spi *dspi;
     struct davinci_spi_platform_data *pdata;
     struct resource *r, *mem;
     resource_size_t dma_rx_chan = SPI_NO_RESOURCE;
     resource_size_t    dma_tx_chan = SPI_NO_RESOURCE;
     resource_size_t    dma_eventq = SPI_NO_RESOURCE;
     int i = 0, ret = 0;
     u32 spipc0;

     pdata = pdev->dev.platform_data;
     if (pdata == NULL) {
         ret = -ENODEV;
         goto err;
     }

     //分配一个spi控制器的spi_master结构,分配struct spi_master + struct davinci_spi大小的数据，把davinci_spi设为spi_master的私有数据
     master = spi_alloc_master(&pdev->dev, sizeof(struct davinci_spi));
     if (master == NULL) {
         ret = -ENOMEM;
         goto err;
     }

     //把spi_master设置为platform_device结构中dev的私有数据
     dev_set_drvdata(&pdev->dev, master);

     //从master中获得私有数据davinci_spi
     dspi = spi_master_get_devdata(master);
     if (dspi == NULL) {
         ret = -ENOENT;
         goto free_master;
     }

     //从platform device的私有数据中获得spi控制器的寄存器物理地址资源
     r = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0);
     if (r == NULL) {
         ret = -ENOENT;
         goto free_master;
     }
     dspi->pbase = r->start;//spi寄存器起始物理地址
     dspi->pdata = pdata;

     //为spi控制器的物理地址申请内存空间
     mem = request_mem_region(r->start, resource_size(r), pdev->name);
     if (mem == NULL) {
         ret = -EBUSY;
         goto free_master;
     }

     //将spi控制器的寄存器物理地址映射到内核空间
     dspi->base = ioremap(r->start, resource_size(r));
     if (dspi->base == NULL) {
         ret = -ENOMEM;
         goto release_region;
     }

     //从platform device的私有数据中获得spi控制器的中断号
     dspi->irq = platform_get_irq(pdev, 0);
     if (dspi->irq <= 0) {
         ret = -EINVAL;
         goto unmap_io;
     }

     //申请中断号
     ret = request_irq(dspi->irq, davinci_spi_irq, 0, dev_name(&pdev->dev),dspi);
     if (ret)
         goto unmap_io;

     //spi master计数加1，且
     dspi->bitbang.master = spi_master_get(master);
     if (dspi->bitbang.master == NULL) {
         ret = -ENODEV;
         goto irq_free;
     }

     //获得spi时钟
     dspi->clk = clk_get(&pdev->dev, NULL);
     if (IS_ERR(dspi->clk)) {
         ret = -ENODEV;
         goto put_master;
     }
     clk_enable(dspi->clk);//时钟使能

     master->bus_num = pdev->id;//spi控制器所在的spi总线号
     master->num_chipselect = pdata->num_chipselect;//spi控制器的片选数量
     master->setup = davinci_spi_setup;//spi控制器的setup函数

     //spi_bitbang专门负责数据的传输*
     dspi->bitbang.chipselect = davinci_spi_chipselect;//片选选择函数
     dspi->bitbang.setup_transfer = davinci_spi_setup_transfer;//建立传输的函数

     dspi->version = pdata->version;//版本号SPI_VERSION_2
     //设置一些标志位
     dspi->bitbang.flags = SPI_NO_CS | SPI_LSB_FIRST | SPI_LOOP;
     if (dspi->version == SPI_VERSION_2)
         dspi->bitbang.flags |= SPI_READY;

     //DMA操作的一些设置
     r = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_DMA, 0);
     if (r)
         dma_rx_chan = r->start;
     r = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_DMA, 1);
     if (r)
         dma_tx_chan = r->start;
     r = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_DMA, 2);
     if (r)
         dma_eventq = r->start;

     //数据传输函数
     dspi->bitbang.txrx_bufs = davinci_spi_bufs;
     //没有使用DMA
     if (dma_rx_chan != SPI_NO_RESOURCE &&dma_tx_chan != SPI_NO_RESOURCE &&dma_eventq != SPI_NO_RESOURCE) {
         dspi->dma.rx_channel = dma_rx_chan;
         dspi->dma.tx_channel = dma_tx_chan;
         dspi->dma.eventq = dma_eventq;

         ret = davinci_spi_request_dma(dspi);
         if (ret)
             goto free_clk;

         dev_info(&pdev->dev, "DMA: supported\n");
         dev_info(&pdev->dev, "DMA: RX channel: %d, TX channel: %d, event queue: %d\n", dma_rx_chan, dma_tx_chan,dma_eventq);
     }

     //设置spi的读写函数
     dspi->get_rx = davinci_spi_rx_buf_u8;
     dspi->get_tx = davinci_spi_tx_buf_u8;

     init_completion(&dspi->done);
     ret = davinci_spi_cpufreq_register(dspi);//cpu变频相关操作
     if (ret) {
         pr_info("davinci SPI contorller driver failed to register cpufreq\n");
         goto free_dma;
     }

     iowrite32(0, dspi->base + SPIGCR0);//reset spi控制器
     udelay(100);
     iowrite32(1, dspi->base + SPIGCR0);//跳出spi控制器reset状态

     //初始化设置寄存器，包括对SPIMOSI,SPIMISO,SPICLK引脚的设置
     spipc0 = SPIPC0_DIFUN_MASK | SPIPC0_DOFUN_MASK | SPIPC0_CLKFUN_MASK;
     iowrite32(spipc0, dspi->base + SPIPC0);

     //GPIO作为片选管脚的初始化
     if (pdata->chip_sel) {
         for (i = 0; i < pdata->num_chipselect; i++) {
             if (pdata->chip_sel[i] != SPI_INTERN_CS)
                 gpio_direction_output(pdata->chip_sel[i], 1);
         }
     }

     if (pdata->intr_line)
         iowrite32(SPI_INTLVL_1, dspi->base + SPILVL);//设置spi中断的等级
     else
         iowrite32(SPI_INTLVL_0, dspi->base + SPILVL);

     iowrite32(CS_DEFAULT, dspi->base + SPIDEF);//设置片选寄存器，写入默认值0xFF

     /* master mode default */
     set_io_bits(dspi->base + SPIGCR1, SPIGCR1_CLKMOD_MASK);//设置为master模式
     set_io_bits(dspi->base + SPIGCR1, SPIGCR1_MASTER_MASK);//设置为master模式
     set_io_bits(dspi->base + SPIGCR1, SPIGCR1_POWERDOWN_MASK);//设置为power-down模式

     //设置bitbang传输
     ret = spi_bitbang_start(&dspi->bitbang);
     if (ret)
         goto free_dma;

     dev_info(&pdev->dev, "Controller at 0x%p\n", dspi->base);

     return ret;

 free_dma:
     edma_free_channel(dspi->dma.tx_channel);
     edma_free_channel(dspi->dma.rx_channel);
     edma_free_slot(dspi->dma.dummy_param_slot);
 free_clk:
     clk_disable(dspi->clk);
     clk_put(dspi->clk);
 put_master:
     spi_master_put(master);
 irq_free:
     free_irq(dspi->irq, dspi);
 unmap_io:
     iounmap(dspi->base);
 release_region:
     release_mem_region(dspi->pbase, resource_size(r));
 free_master:
     kfree(master);
 err:
     return ret;
 }

 int spi_bitbang_start(struct spi_bitbang *bitbang)
 {
     int    status;

     if (!bitbang->master || !bitbang->chipselect)
         return -EINVAL;

      /*初始化一个工作队列，后面再create_singlethread_workqueue,等到有数据要传输的时候，在spi_bitbang_transfer函数中通过调用queue_work(bitbang->workqueue, &bitbang->work)，把work扔进workqueue中调度运行，这是内核的一贯做法*/
     //动态创建一个work_struct结构，它的处理函数是bitbang_work
     INIT_WORK(&bitbang->work, bitbang_work);
     spin_lock_init(&bitbang->lock);//初始化自旋锁和链表头
     INIT_LIST_HEAD(&bitbang->queue);//初始化链表头

     if (!bitbang->master->mode_bits)
         bitbang->master->mode_bits = SPI_CPOL | SPI_CPHA | bitbang->flags;

     if (!bitbang->master->transfer)
         bitbang->master->transfer = spi_bitbang_transfer;//spi数据的传输就是通过调用这个方法来实现的

     //数据传输过程：spi_bitbang_transfer-->......-->davinci_spi_bufs
     if (!bitbang->txrx_bufs) {//前边已经赋值davinci_spi_bufs
         bitbang->use_dma = 0;
         bitbang->txrx_bufs = spi_bitbang_bufs;
         if (!bitbang->master->setup) {
             if (!bitbang->setup_transfer)
                 bitbang->setup_transfer =
                      spi_bitbang_setup_transfer;
             bitbang->master->setup = spi_bitbang_setup;
             bitbang->master->cleanup = spi_bitbang_cleanup;
         }
     } else if (!bitbang->master->setup)
         return -EINVAL;

     bitbang->busy = 0;
     //调用create_singlethread_workqueue创建单个工作线程
     bitbang->workqueue = create_singlethread_workqueue(dev_name(bitbang->master->dev.parent));
     if (bitbang->workqueue == NULL) {
         status = -EBUSY;
         goto err1;
     }

     //注册spi主机控制器
     status = spi_register_master(bitbang->master);
     if (status < 0)
         goto err2;

     return status;

 err2:
     destroy_workqueue(bitbang->workqueue);
 err1:
     return status;
 }

 int spi_register_master(struct spi_master *master)
 {
     static atomic_t        dyn_bus_id = ATOMIC_INIT((1<<15) - 1);
     struct device        *dev = master->dev.parent;
     struct boardinfo    *bi;
     int            status = -ENODEV;
     int            dynamic = 0;

     if (!dev)
         return -ENODEV;

     //spi控制器的片选数量不能为0
     if (master->num_chipselect == 0)
         return -EINVAL;

     if (master->bus_num < 0) {//spi控制器总线号不能为0
         master->bus_num = atomic_dec_return(&dyn_bus_id);
         dynamic = 1;
     }

     spin_lock_init(&master->bus_lock_spinlock);
     mutex_init(&master->bus_lock_mutex);
     master->bus_lock_flag = 0;

     //设置spi控制器的名称，即在sysfs文件系统中显示的名称
     dev_set_name(&master->dev, "spi%u", master->bus_num);

     //设备添加到内核，会在sysfs文件系统下创建属性文件,这也是sys/class/spi_master下产生spi0，spi1的原因
     status = device_add(&master->dev);
     if (status < 0)
         goto done;
     dev_dbg(dev, "registered master %s%s\n", dev_name(&master->dev),dynamic ? " (dynamic)" : "");

     mutex_lock(&board_lock);
     list_add_tail(&master->list, &spi_master_list);//将spi控制器的master挂载到全局链表spi_master_list

     /*在spi controller的driver注册的时候不但注册这个主机控制器的驱动，还要遍历这个主机控制器的总线上的spi_device，
     将总线上的 spi_device全部注册进内核。当注册进内核并且spi_driver已经注册的时候，如果总线match成功，
     则会调用spi_driver的 probe函数，这个将在后边进行分析。
     */
     list_for_each_entry(bi, &board_list, list)//遍历每个boardinfo管理的spi_board_info，如果设备的总线号与控制器的总线好相等，则创建新设备
         spi_match_master_to_boardinfo(master, &bi->board_info);
     mutex_unlock(&board_lock);

     status = 0;
     /* Register devices from the device tree */
     of_register_spi_devices(master);
 done:
     return status;
 }

 static void spi_match_master_to_boardinfo(struct spi_master *master,struct spi_board_info *bi)
 {
     struct spi_device *dev;

     if (master->bus_num != bi->bus_num)//要在同一个spi总线上
         return;

     //向spi控制器添加spi device
     dev = spi_new_device(master, bi);
     if (!dev)
         dev_err(master->dev.parent, "can't create new device for %s\n",bi->modalias);
 }

 struct spi_device *spi_new_device(struct spi_master *master,struct spi_board_info *chip)
 {
     struct spi_device    *proxy;
     int            status;

     //分配spi_device，并初始化spi->dev的一些字段
     proxy = spi_alloc_device(master);
     if (!proxy)
         return NULL;

     WARN_ON(strlen(chip->modalias) >= sizeof(proxy->modalias));
     //初始化spi_device的各个字段
     proxy->chip_select = chip->chip_select;//片选号
     proxy->max_speed_hz = chip->max_speed_hz;
     proxy->mode = chip->mode;
     proxy->irq = chip->irq;
     strlcpy(proxy->modalias, chip->modalias, sizeof(proxy->modalias));//spi设备的名字
     proxy->dev.platform_data = (void *) chip->platform_data;
     proxy->controller_data = chip->controller_data;
     proxy->controller_state = NULL;

     //添加spi设备
     status = spi_add_device(proxy);
     if (status < 0) {
         spi_dev_put(proxy);
         return NULL;
     }

     return proxy;
 }

 int spi_add_device(struct spi_device *spi)
 {
     static DEFINE_MUTEX(spi_add_lock);
     struct device *dev = spi->master->dev.parent;
     struct device *d;
     int status;

     //spi设备的片选号不能超过spi控制器的片选数量
     if (spi->chip_select >= spi->master->num_chipselect) {
         dev_err(dev, "cs%d >= max %d\n",spi->chip_select,spi->master->num_chipselect);
         return -EINVAL;
     }

     //这里设置是spi_device在Linux设备驱动模型中的name，也就是spi0.0
     dev_set_name(&spi->dev, "%s.%u", dev_name(&spi->master->dev),spi->chip_select);
     mutex_lock(&spi_add_lock);

     //如果总线上挂的设备已经有这个名字，则设置状态忙碌，并退出
     d = bus_find_device_by_name(&spi_bus_type, NULL, dev_name(&spi->dev));
     if (d != NULL) {
         dev_err(dev, "chipselect %d already in use\n",spi->chip_select);
         put_device(d);
         status = -EBUSY;
         goto done;
     }

     //对spi_device进行设置
     status = spi_setup(spi);
     if (status < 0) {
         dev_err(dev, "can't setup %s, status %d\n",dev_name(&spi->dev), status);
         goto done;
     }

     //添加到内核,在sysfs文件系统下创建相应的属性文件（设备文件dev文件不会在这里创建，下边注册spi device驱动时会创建dev文件）
     status = device_add(&spi->dev);
     if (status < 0)
         dev_err(dev, "can't add %s, status %d\n",dev_name(&spi->dev), status);
     else
         dev_dbg(dev, "registered child %s\n", dev_name(&spi->dev));

 done:
     mutex_unlock(&spi_add_lock);
     return status;
 }

 int spi_setup(struct spi_device *spi)
 {
     unsigned    bad_bits;
     int        status;

     bad_bits = spi->mode & ~spi->master->mode_bits;
     if (bad_bits) {
         dev_err(&spi->dev, "setup: unsupported mode bits %x\n",bad_bits);
         return -EINVAL;
     }

     if (!spi->bits_per_word)
         spi->bits_per_word = 8;

     status = spi->master->setup(spi);//调用davinci_spi_setup

     dev_dbg(&spi->dev, "setup mode %d, %s%s%s%s"
                 "%u bits/w, %u Hz max --> %d\n",
             (int) (spi->mode & (SPI_CPOL | SPI_CPHA)),
             (spi->mode & SPI_CS_HIGH) ? "cs_high, " : "",
             (spi->mode & SPI_LSB_FIRST) ? "lsb, " : "",
             (spi->mode & SPI_3WIRE) ? "3wire, " : "",
             (spi->mode & SPI_LOOP) ? "loopback, " : "",
             spi->bits_per_word, spi->max_speed_hz,
             status);

     return status;
 }

 static int davinci_spi_setup(struct spi_device *spi)
 {
     int retval = 0;
     struct davinci_spi *dspi;
     struct davinci_spi_platform_data *pdata;

     //从spi master的私有数据中取出davinci_spi
     dspi = spi_master_get_devdata(spi->master);
     pdata = dspi->pdata;

     //设置了每字长的位数，发送速度
     if (!spi->bits_per_word)
         spi->bits_per_word = 8;

     //设置spi片选管脚
     if (!(spi->mode & SPI_NO_CS)) {
         if ((pdata->chip_sel == NULL) ||(pdata->chip_sel[spi->chip_select] == SPI_INTERN_CS))
             set_io_bits(dspi->base + SPIPC0, 1 << spi->chip_select);
     }

     //使能spi控制器
     if (spi->mode & SPI_READY)
         set_io_bits(dspi->base + SPIPC0, SPIPC0_SPIENA_MASK);

     //是否使能内部loop-back测试模式
     if (spi->mode & SPI_LOOP)
         set_io_bits(dspi->base + SPIGCR1, SPIGCR1_LOOPBACK_MASK);
     else
         clear_io_bits(dspi->base + SPIGCR1, SPIGCR1_LOOPBACK_MASK);

     return retval;
 }

 5.spi device的驱动注册，并创建设备节点
 static struct spi_driver ads7846_driver = {
     .driver = {
         .name    = "ads7846",
         .bus    = &spi_bus_type,
         .owner    = THIS_MODULE,
     },
     .probe        = ads7846_probe,
     .remove        = __devexit_p(ads7846_remove),
     .suspend    = ads7846_suspend,
     .resume        = ads7846_resume,
 };

 static int __init ads7846_init(void)
 {
     return spi_register_driver(&ads7846_driver);
 }

 //驱动与设备匹配成功后，会调用ads7846_probe函数，此函数会创建spi设备的字符设备，设备节点，这里创建的是/dev/input/event0