Linux SPI驱动开发与NUC980实战解析

1. Linux SPI驱动开发概述

SPI(Serial Peripheral Interface)作为嵌入式系统中最常用的串行通信协议之一，在Linux驱动开发中占据重要地位。最近在调试NUC980系列芯片的SPI-NAND启动时，发现SPI驱动的注册流程直接影响设备初始化，这促使我重新梳理了Linux内核中SPI子系统的架构。

SPI驱动开发主要涉及三个核心结构体：spi_master(SPI控制器驱动)、spi_device(SPI设备描述)和spi_driver(SPI设备驱动)。其中spi4这类编号通常代表SoC中的第四个SPI控制器，在设备树中对应为spi@xxxx节点。

2. SPI驱动注册流程深度解析

2.1 SPI控制器(master)注册

SPI控制器的注册是整套驱动的基础，以NUC980为例，其SPI4控制器的注册流程如下：

c复制static int nuc980_spi_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct spi_master *master;
    struct nuc980_spi *nspi;
    
    // 1. 申请spi_master资源
    master = spi_alloc_master(&pdev->dev, sizeof(*nspi));
    
    // 2. 配置master参数
    master->mode_bits = SPI_CPOL | SPI_CPHA | SPI_LSB_FIRST;
    master->dev.of_node = pdev->dev.of_node;
    master->bus_num = pdev->id;  // 对应spi4的bus number
    master->num_chipselect = 1;
    master->setup = nuc980_spi_setup;
    master->transfer_one = nuc980_spi_transfer_one;
    
    // 3. 注册到内核
    ret = spi_register_master(master);
}

关键点说明：

• bus_num需要与设备树中的编号一致，spi4通常对应数字3(从0开始计数)
• num_chipselect要根据实际硬件CS引脚数量配置
• 必须实现transfer_one等回调函数完成实际数据传输

2.2 SPI设备(device)注册

SPI设备可以通过设备树静态定义或动态注册。以STM32CubeMX生成的配置为例：

dts复制&spi4 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&spi4_pins>;
    
    flash@0 {
        compatible = "jedec,spi-nor";
        reg = <0>;  // CS0