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LINUX SPI模块之SPI 通信接口（spi_sync、spi_async）分析说明

62人浏览   2024-06-02 07:44:52

分析下spi模块提供的通信方法，通过该通信方法，即可完成cpu与具体spi设备之间的通信（借助spi controller）。

其实，spi_sync、spi_async的实现也不是太复杂，但是由于在新版内核中，针对spi_sync，spi核心提供了基于worker线程的处理方式，基于该方式则所有spi master均不需要提供spi_transfer接口，而使用spi核心定义的spi_queued_transfer即可。而这两个接口也是与具体的spi master相关联的。

spi_sync、spi_async

Spi 核心提供两种通信方法spi_sync、spi_async（同步、异步），这两种方法最终均是通过调用__spi_async接口实现数据的通信。

这两个接口的处理流程图如下所示：

  1. 对于同步通信，设置本次传输的spi_message类型变量的complete函数指针指向spi_complete，借助完成量机制，完成spi的同步通信操作（主要借助完成量的complete、wait_for_completion这两个接口，其实这两个接口也就是借助内核的等待队列，根据等待队列的sleep、wakeup实现完成量）；
  2. 对于异步通信，则不必执行上述1中的内容；
  3. 对本次通信的spi_message类型变量进行合法性检查，包括spi_message->transfer链表上所有需要输出的spi_transfer类型的数据进行合法性检测、传输速率等信息的合法性检测。
  4. 调用spi控制器的transfer接口，进行数据传输操作。

spi核心提供的spi queue处理方式

针对spi核心提供的spi_sync、spi_async接口，基本上完成上面的框架接口，然后每一个spi_master则通过实现spi_master->transfter接口，即实现了数据通信。但在新版的内核中，spi核心模块又提供了kthread_worker机制，通过为每一个spi控制器创建worker线程，由该worker线程处理该spi总线上所有需要处理的通信数据。

Spi 控制器的worker kthread的创建

  1. 当调用spi_register_master接口注册一个spi控制器，若该控制器支持队列模式，则调用spi_master_initialize_queue接口创建一个worker kthread，同时将master->kworker绑定到该线程生；
  2. 初始化master->pump_messages，用于注册到master->kworker上。

Spi 控制器queue机制的transfer接口

针对提供queue机制的spi控制器，其transfer接口均指向spi_queued_transfer，该接口的实现流程如下，主要实现功能如下：

  1. 将该spi_message类型的变量加入到spi->master的queue队列上；
  2. 将master->pump_messages加入到master->kworker上。

当spi_queued_transfer完成将master->pump_messages加入到master->kworker上后，worker kthread线程的处理函数kthread_worker_fn即会从master->kworker上取出一个kthread_work，并调用该变量的func接口，对于spi控制器而言，即为spi_pump_messages接口。该接口的实现功能如下：

  1. 然后调用该master->prepare_transfer_hardware、transfer_one_message接口，完成针对该spi_message类型变量的数据传输，这就由具体控制器的接口来实现相应功能。

以上便是spi核心提供的基于队列模式（借助LINUX的worker kthread机制）相关的spi核心层提供的接口分析。

此篇文章简要说明了spi_sync、spi_async的实现方式，以及与spi master之间的调用关联。

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