编写 SPI 设备驱动主要有两种方式：

1. spidev 方式：不编写专用的驱动，直接使用内核提供的通用 spidev 驱动，在用户空间通过文件系统接口（如 /dev/spidevX.Y）直接操作 SPI 总线。
2. 专用驱动方式：编写内核模块，注册为 SPI 驱动，通过内核 API 与设备交互，通常向用户空间暴露特定的设备节点或接口（如 Input 子系统、IIO 子系统等）。

1. 方式一：使用 spidev 通用驱动（用户空间驱动）

这是最简单的方式，适用于对性能要求不是极其苛刻，或者协议比较简单的设备。

1.1 设备树配置

首先需要在设备树中启用 SPI 控制器，并添加一个兼容 spidev 的子节点。

&spi0 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default", "high_speed";
    pinctrl-0 = <&spi0m0_cs0 &spi0m0_pins>;
    pinctrl-1 = <&spi0m0_cs0 &spi0m0_pins_hs>;

    spidev@0 {
        compatible = "rockchip,spidev"; // 或者 "rohm,dh2228fv" 等被 spidev 驱动识别的 compatible
        reg = <0>;                      // 片选信号索引，对应 CS0
        spi-max-frequency = <10000000>; // 最大频率 10MHz
    };
};

• compatible：spidev 驱动会匹配特定的 compatible 字符串。在较新的内核中，直接使用 "spidev" 可能被视为不规范，通常建议使用 "rohm,dh2228fv" 或厂商自定义的特定字符串，并在驱动源码 drivers/spi/spidev.c 的 spidev_dt_ids 中添加匹配，或者使用内核已有的匹配项。
• reg：指定使用的片选线（Chip Select）。

1.2 内核配置

确保内核配置中启用了 User mode SPI device driver support。

Device Drivers  --->
    [*] SPI support  --->
        <*>   User mode SPI device driver support

1.3 用户空间编程

在用户空间，可以通过 standard file I/O (open, read, write, ioctl) 来控制 SPI 设备。

• 打开设备：open("/dev/spidev0.0", O_RDWR)
• 配置模式：ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode)
• 配置位宽：ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits)
• 配置速度：ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed)
• 数据传输：ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(N), xfer_array)

详细代码示例请参考 SPI 应用程序编程。

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2. 方式二：编写专用内核驱动

对于需要中断处理、高性能传输或需要集成到其他内核子系统（如传感器、显示屏、网络设备）的 SPI 设备，需要编写专用的内核驱动。

2.1 驱动框架

SPI 驱动基于 Linux 设备驱动模型，主要包含 spi_driver 结构体和 spi_device 结构体。

#include <linux/module.h>
#include <linux/spi/spi.h>

// 1. 定义 probe 函数：设备匹配成功时调用
static int my_spi_probe(struct spi_device *spi)
{
    dev_info(&spi->dev, "My SPI Device Probed!\n");

    // 初始化设备
    // 注册字符设备、Input 设备或 IIO 设备等

    return 0;
}

// 2. 定义 remove 函数：设备卸载时调用
static void my_spi_remove(struct spi_device *spi)
{
    dev_info(&spi->dev, "My SPI Device Removed!\n");

    // 清理资源
}

// 3. 定义设备匹配表 (Device Tree 匹配)
static const struct of_device_id my_spi_dt_ids[] = {
    { .compatible = "myvendor,my-spi-device", },
    { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_spi_dt_ids);

// 4. 定义 spi_driver 结构体
static struct spi_driver my_spi_driver = {
    .driver = {
        .name = "my-spi-driver",
        .of_match_table = my_spi_dt_ids,
    },
    .probe = my_spi_probe,
    .remove = my_spi_remove,
};

// 5. 注册驱动
module_spi_driver(my_spi_driver);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Your Name");
MODULE_DESCRIPTION("A Simple SPI Driver Template");

2.2 设备树配置

在设备树中描述实际的 SPI 设备。

&spi0 {
    status = "okay";

    my_spi_dev@0 {
        compatible = "myvendor,my-spi-device";
        reg = <0>;
        spi-max-frequency = <5000000>;
        // 其他自定义属性，如中断引脚
        interrupt-parent = <&gpio1>;
        interrupts = <RK_PA0 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
    };
};

2.3 数据传输 API

在 probe 函数或其他逻辑中，使用内核提供的 SPI API 进行数据交互。

• 同步传输 (阻塞)：

  • spi_write(struct spi_device *spi, const void *buf, size_t len)
  • spi_read(struct spi_device *spi, void *buf, size_t len)
  • spi_write_then_read(struct spi_device *spi, const void *txbuf, unsigned n_tx, void *rxbuf, unsigned n_rx)
  • spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)

• 异步传输 (非阻塞)：

  • spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)：提交传输请求后立即返回，传输完成后调用回调函数。

2.4 常用 API 详解

spi_write_then_read

/**
 * spi_write_then_read - 便捷函数，先写后读
 * @spi: SPI 设备指针
 * @txbuf: 发送缓冲区
 * @n_tx: 发送字节数
 * @rxbuf: 接收缓冲区
 * @n_rx: 接收字节数
 *
 * 上下文：可以睡眠
 */
int spi_write_then_read(struct spi_device *spi,
                        const void *txbuf, unsigned n_tx,
                        void *rxbuf, unsigned n_rx);

常用于寄存器读写：先写寄存器地址，再读取寄存器值。

构建 spi_message

对于复杂的传输序列（例如：CS 拉低 -> 发送命令 -> 发送地址 -> 接收数据 -> CS 拉高），需要手动构建 spi_transfer 和 spi_message。

struct spi_transfer t[2];
struct spi_message m;
u8 cmd_buf[1] = { 0xREAD_CMD };
u8 data_buf[16];

// 初始化 message
spi_message_init(&m);

// 准备 transfer 1: 发送命令
memset(&t[0], 0, sizeof(t[0]));
t[0].tx_buf = cmd_buf;
t[0].len = 1;
spi_message_add_tail(&t[0], &m);

// 准备 transfer 2: 接收数据
memset(&t[1], 0, sizeof(t[1]));
t[1].rx_buf = data_buf;
t[1].len = 16;
spi_message_add_tail(&t[1], &m);

// 执行同步传输
int ret = spi_sync(spi, &m);
if (ret)
    dev_err(&spi->dev, "SPI transfer failed: %d\n", ret);

2.5 驱动编写注意事项

1. DMA 支持：RK3566 的 SPI 控制器支持 DMA。当传输数据量较大时（通常超过 FIFO 深度或一定阈值），SPI 核心层会自动尝试使用 DMA 传输，驱动开发者通常不需要手动处理 DMA 映射，只需提供虚拟地址（virtual address）的缓冲区即可。如果使用 spi_message 且手动设置了 is_dma_mapped 和 dma_addr，则会使用调用者提供的 DMA 地址。
2. 并发控制：spi_sync 内部会使用互斥锁（mutex）保护总线，确保同一时刻只有一个设备在使用总线。但在驱动层，如果多个线程访问同一个设备的数据结构，仍需注意并发保护。
3. GPIO 片选 vs 控制器片选：在设备树中，如果指定了 cs-gpios，内核会使用 GPIO 模拟片选信号，这通常比控制器原生片选更灵活（支持更多设备）。驱动中无需关心，内核 SPI 核心层会自动处理。

3. 总结

特性	spidev 方式	专用内核驱动方式
开发难度	低，无需编写内核代码	中/高，需要了解内核 API
灵活性	高，应用层完全控制	可定制性强，可集成中断、DMA 等
效率	较低，系统调用开销大	高，减少用户/内核空间切换
适用场景	调试、简单控制、低速设备	高速传感器、显示屏、网络接口

根据实际需求选择合适的驱动开发方式。对于测试和验证阶段，spidev 是非常好的工具；对于最终产品，特别是对时序和性能有要求的场景，建议编写专用内核驱动。