SPI
概述
SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，在HDF框架中，SPI的接口适配模式采用独立服务模式，在这种模式下，每一个设备对象会独立发布一个设备服务来处理外部访问，设备管理器收到API的访问请求之后，通过提取该请求的参数，达到调用实际设备对象的相应内部方法的目的。
独立服务模式可以直接借助HDFDeviceManager的服务管理能力，但需要为每个设备单独配置设备节点，增加内存占用。
图 1 独立服务模式结构图
开发步骤
SPI模块适配HDF框架的三个环节是配置属性文件，实例化驱动入口，以及填充核心层接口函数。
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实例化驱动入口：
- 实例化HdfDriverEntry结构体成员。
- 调用HDF_INIT将HdfDriverEntry实例化对象注册到HDF框架中。
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配置属性文件：
- 在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。
- 【可选】添加spi_config.hcs器件属性文件。
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实例化SPI控制器对象：
- 初始化SpiCntlr成员。
- 实例化SpiCntlr成员SpiCntlrMethod，其定义和成员说明见下
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驱动调试：
- 【可选】针对新增驱动程序，建议验证驱动基本功能，例如spi控制状态，中断响应情况等。
说明：
SpiCntlrMethod定义
struct SpiCntlrMethod { int32_t (*GetCfg)(struct SpiCntlr *cntlr, struct SpiCfg *cfg); int32_t (*SetCfg)(struct SpiCntlr *cntlr, struct SpiCfg *cfg); int32_t (*Transfer)(struct SpiCntlr *cntlr, struct SpiMsg *msg, uint32_t count); int32_t (*Open)(struct SpiCntlr *cntlr); int32_t (*Close)(struct SpiCntlr *cntlr); };表1 SpiCntlrMethod结构体成员的回调函数功能说明
成员函数 入参 返回值 功能 Transfer cntlr: 结构体指针,核心层spi控制器 ;
msg: 结构体指针,Spi消息;
count: uint32_t,消息个数HDF_STATUS相关状态 传输消息 SetCfg cntlr: 结构体指针,核心层spi控制器 ;
cfg: 结构体指针,Spi属性HDF_STATUS相关状态 设置控制器属性 GetCfg cntlr: 结构体指针,核心层spi控制器 ;
cfg: 结构体指针,Spi属性HDF_STATUS相关状态 获取控制器属性 Open cntlr: 结构体指针,核心层spi控制器 ; HDF_STATUS相关状态 打开SPI Close cntlr: 结构体指针,核心层spi控制器 ; HDF_STATUS相关状态 关闭SPI
开发实例
下方将以spi_hi35xx.c为示例，展示需要厂商提供哪些内容来完整实现设备功能。
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驱动开发首先需要实例化驱动入口，驱动入口必须为HdfDriverEntry（在 hdf_device_desc.h 中定义）类型的全局变量，且moduleName要和device_info.hcs中保持一致。HDF框架会将所有加载的驱动的HdfDriverEntry对象首地址汇总，形成一个类似数组的段地址空间，方便上层调用。
一般在加载驱动时HDF会先调用Bind函数，再调用Init函数加载该驱动。当Init调用异常时，HDF框架会调用Release释放驱动资源并退出。
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SPI驱动入口参考
struct HdfDriverEntry g_hdfSpiDevice = { .moduleVersion = 1, .moduleName = "HDF_PLATFORM_SPI",//【必要 且与 HCS文件中里面的moduleName匹配】 .Bind = HdfSpiDeviceBind, //见Bind参考 .Init = HdfSpiDeviceInit, //见Init参考 .Release = HdfSpiDeviceRelease, //见Release参考 }; //调用HDF_INIT将驱动入口注册到HDF框架中 HDF_INIT(g_hdfSpiDevice);
- 完成驱动入口注册之后，下一步请在device_info.hcs文件中添加deviceNode信息，并在 spi_config.hcs 中配置器件属性。deviceNode信息与驱动入口注册相关，器件属性值与核心层SpiCntlr 成员的默认值或限制范围有密切关系。 本例只有一个SPI控制器，如有多个器件信息，则需要在device_info文件增加deviceNode信息，以及在spi_config文件中增加对应的器件属性。
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device_info.hcs 配置参考
root { device_info { match_attr = "hdf_manager"; platform :: host { hostName = "platform_host"; priority = 50; device_spi :: device { //为每一个 SPI 控制器配置一个HDF设备节点 device0 :: deviceNode { policy = 1; priority = 60; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_SPI"; serviceName = "HDF_PLATFORM_SPI_0"; deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_spi_0"; } device1 :: deviceNode { policy = 1; priority = 60; permission = 0644; moduleName = "HDF_PLATFORM_SPI"; // 【必要】用于指定驱动名称，该字段的值必须和驱动入口结构的moduleName值一致 serviceName = "HDF_PLATFORM_SPI_1"; // 【必要且唯一】驱动对外发布服务的名称 deviceMatchAttr = "hisilicon_hi35xx_spi_1";// 需要与设备hcs文件中的 match_attr 匹配 } ... } } } } -
spi_config.hcs 配置参考
root { platform { spi_config {//每一个SPI控制器配置私有数据 template spi_controller {//模板公共参数， 继承该模板的节点如果使用模板中的默认值， 则节点字段可以缺省 serviceName = ""; match_attr = ""; transferMode = 0; // 数据传输模式：中断传输(0),流控传输(1),DMA传输(2) busNum = 0; // 总线号 clkRate = 100000000; bitsPerWord = 8; // 传输位宽 mode = 19; // SPI 数据的输入输出模式 maxSpeedHz = 0; // 最大时钟频率 minSpeedHz = 0; // 最小时钟频率 speed = 2000000; // 当前消息传输速度 fifoSize = 256; // FIFO大小 numCs = 1; // 片选号 regBase = 0x120c0000; // 地址映射需要 irqNum = 100; // 中断号 REG_CRG_SPI = 0x120100e4; // CRG_REG_BASE(0x12010000) + 0x0e4 CRG_SPI_CKEN = 0; CRG_SPI_RST = 0; REG_MISC_CTRL_SPI = 0x12030024; // MISC_REG_BASE(0x12030000) + 0x24 MISC_CTRL_SPI_CS = 0; MISC_CTRL_SPI_CS_SHIFT = 0; } controller_0x120c0000 :: spi_controller { busNum = 0; //【必要】总线号 CRG_SPI_CKEN = 0x10000; // (0x1 << 16) 0:close clk, 1:open clk CRG_SPI_RST = 0x1; // (0x1 << 0) 0:cancel reset, 1:reset match_attr = "hisilicon_hi35xx_spi_0";//【必要】需要和device_info.hcs中的deviceMatchAttr值一致 } controller_0x120c1000 :: spi_controller { busNum = 1; CRG_SPI_CKEN = 0x20000; // (0x1 << 17) 0:close clk, 1:open clk CRG_SPI_RST = 0x2; // (0x1 << 1) 0:cancel reset, 1:reset match_attr = "hisilicon_hi35xx_spi_1"; regBase = 0x120c1000; //【必要】地址映射需要 irqNum = 101; //【必要】中断号 } ... // 【可选】可新增，但需要在 device_info.hcs 添加对应的节点 } } }
- 完成驱动入口注册之后，最后一步就是以核心层SpiCntlr对象的初始化为核心，包括厂商自定义结构体（传递参数和数据），实例化SpiCntlr成员SpiCntlrMethod（让用户可以通过接口来调用驱动底层函数），实现HdfDriverEntry成员函数（Bind，Init，Release）
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自定义结构体参考
从驱动的角度看，自定义结构体是参数和数据的载体，而且spi_config.hcs文件中的数值会被HDF读入通过DeviceResourceIface来初始化结构体成员，一些重要数值也会传递给核心层对象，例如设备号、总线号等。
struct Pl022 {//对应于hcs中的参数 struct SpiCntlr *cntlr; struct DListHead deviceList; struct OsalSem sem; volatile unsigned char *phyBase; volatile unsigned char *regBase; uint32_t irqNum; uint32_t busNum; uint32_t numCs; uint32_t curCs; uint32_t speed; uint32_t fifoSize; uint32_t clkRate; uint32_t maxSpeedHz; uint32_t minSpeedHz; uint32_t regCrg; uint32_t clkEnBit; uint32_t clkRstBit; uint32_t regMiscCtrl; uint32_t miscCtrlCsShift; uint32_t miscCtrlCs; uint16_t mode; uint8_t bitsPerWord; uint8_t transferMode; }; //SpiCntlr是核心层控制器结构体，其中的成员在Init函数中会被赋值 struct SpiCntlr { struct IDeviceIoService service; struct HdfDeviceObject *device; uint32_t busNum; uint32_t numCs; uint32_t curCs; struct OsalMutex lock; struct SpiCntlrMethod *method; struct DListHead list; void *priv; }; -
【重要】 SpiCntlr成员回调函数结构体SpiCntlrMethod的实例化，其他成员在Init函数中初始化
// spi_hi35xx.c 中的示例：钩子函数的填充 struct SpiCntlrMethod g_method = { .Transfer = Pl022Transfer, .SetCfg = Pl022SetCfg, .GetCfg = Pl022GetCfg, .Open = Pl022Open, .Close = Pl022Close, }; -
Bind 函数参考
入参： HdfDeviceObject 是整个驱动对外暴露的接口参数，具备 HCS 配置文件的信息
返回值： HDF_STATUS相关状态
函数说明： 将 SpiCntlr 对象同 HdfDeviceObject 进行了关联
static int32_t HdfSpiDeviceBind(struct HdfDeviceObject *device) { ... return (SpiCntlrCreate(device) == NULL) ? HDF_FAILURE : HDF_SUCCESS; } struct SpiCntlr *SpiCntlrCreate(struct HdfDeviceObject *device) { struct SpiCntlr *cntlr = NULL; //创建核心层 SpiCntlr 对象 ... cntlr = (struct SpiCntlr *)OsalMemCalloc(sizeof(*cntlr));//非配内存 ... cntlr->device = device; //使HdfDeviceObject与SpiCntlr可以相互转化的前提 device->service = &(cntlr->service);//使HdfDeviceObject与SpiCntlr可以相互转化的前提 (void)OsalMutexInit(&cntlr->lock); //锁初始化 DListHeadInit(&cntlr->list); //添加对应的节点 cntlr->priv = NULL; return cntlr; } -
Init函数参考
入参： HdfDeviceObject 是整个驱动对外暴露的接口参数，具备 HCS 配置文件的信息
返回值： HDF_STATUS相关状态 （下表为部分展示，如需使用其他状态，可见//drivers/framework/include/utils/hdf_base.h中HDF_STATUS 定义）
状态(值) 问题描述 HDF_ERR_INVALID_OBJECT 控制器对象非法 HDF_ERR_MALLOC_FAIL 内存分配失败 HDF_ERR_INVALID_PARAM 参数非法 HDF_ERR_IO I/O 错误 HDF_SUCCESS 初始化成功 HDF_FAILURE 初始化失败 函数说明： 初始化自定义结构体对象，初始化SpiCntlr成员。
//挂载init的 static int32_t HdfSpiDeviceInit(struct HdfDeviceObject *device) { int32_t ret; struct SpiCntlr *cntlr = NULL; ... cntlr = SpiCntlrFromDevice(device);//这里有HdfDeviceObject到SpiCntlr的强制转化，通过service成员，赋值见Bind函数 //return (device == NULL) ? NULL : (struct SpiCntlr *)device->service; ... ret = Pl022Init(cntlr, device);//【必要】填充厂商自定义操作对象，示例见下 ... ret = Pl022Probe(cntlr->priv); ... return ret; } static int32_t Pl022Init(struct SpiCntlr *cntlr, const struct HdfDeviceObject *device) { int32_t ret; struct Pl022 *pl022 = NULL; ... pl022 = (struct Pl022 *)OsalMemCalloc(sizeof(*pl022));//申请内存 ... ret = SpiGetBaseCfgFromHcs(pl022, device->property); //填充busNum, numCs, speed, fifoSize, clkRate, //mode, bitsPerWord, transferMode参数值 ... ret = SpiGetRegCfgFromHcs(pl022, device->property); //填充regBase, phyBase, irqNum, regCrg, clkEnBit, //clkRstBit, regMiscCtrl, regMiscCtrl, miscCtrlCs, //miscCtrlCsShift参数值 ... //计算最大,最小速度对应的频率 pl022->maxSpeedHz = (pl022->clkRate) / ((SCR_MIN + 1) * CPSDVSR_MIN); pl022->minSpeedHz = (pl022->clkRate) / ((SCR_MAX + 1) * CPSDVSR_MAX); DListHeadInit(&pl022->deviceList);//初始化DList链表 pl022->cntlr = cntlr; //使Pl022与SpiCntlr可以相互转化的前提 cntlr->priv = pl022; //使Pl022与SpiCntlr可以相互转化的前提 cntlr->busNum = pl022->busNum; //挂载总线号 cntlr->method = &g_method; //SpiCntlrMethod的实例化对象的挂载 ... ret = Pl022CreatAndInitDevice(pl022); if (ret != 0) { Pl022Release(pl022); //初始化失败就释放Pl022对象 return ret; } return 0; } -
Release函数参考
入参： HdfDeviceObject 是整个驱动对外暴露的接口参数，具备 HCS 配置文件的信息
返回值： 无
函数说明： 释放内存和删除控制器，该函数需要在驱动入口结构体中赋值给 Release 接口， 当HDF框架调用Init函数初始化驱动失败时，可以调用 Release 释放驱动资源。所有强制转换获取相应对象的操作前提是在Init函数中具备对应赋值的操作。
static void HdfSpiDeviceRelease(struct HdfDeviceObject *device) { struct SpiCntlr *cntlr = NULL; ... cntlr = SpiCntlrFromDevice(device);//这里有HdfDeviceObject到SpiCntlr的强制转化，通过service成员，赋值见Bind函数 // return (device==NULL) ?NULL:(struct SpiCntlr *)device->service; ... if (cntlr->priv != NULL) { Pl022Remove((struct Pl022 *)cntlr->priv);//这里有SpiCntlr到Pl022的强制转化 } SpiCntlrDestroy(cntlr); //释放Pl022对象 }