无DT/ACPI信息的模拟SPI设备Linux驱动：如何生成/dev/spidevB.C？

问题（中文翻译） #

绝大多数真实SPI设备都是平台特定设备，通常通过设备树（DT）或ACPI实现自动发现/枚举。我需要为没有平台特定标识的虚拟SPI设备编写内核模块，让它能通过spidev访问。我先尝试写了控制器驱动，但系统识别不了这个设备（可能因为它不是真实设备？）。我之前用i2c-dev驱动实现过虚拟I2C设备，借助i2c-dev通过总线通知链提供的发现机制，成功把适配器加到了系统里。请问要执行哪些步骤才能让虚拟SPI设备显示为/dev/spidevB.C？

1. 实现虚拟SPI控制器驱动 #

SPI子系统没有I2C那样的总线通知链快捷方式，必须先手动实现并注册虚拟SPI控制器：

• 分配控制器内存：使用devm_spi_alloc_controller()，传入模块关联的设备结构体（如THIS_MODULE对应的设备）。
• 初始化控制器核心参数：
  • 动态申请总线号：调用spi_alloc_busnum()获取可用的bus_num，避免硬编码导致的总线号冲突。
  • 设置mode_bits：根据虚拟设备需求指定支持的SPI模式，例如SPI_MODE_0。
  • 设置num_chipselect：定义控制器支持的片选数量，比如单虚拟设备就设为1。
• 实现核心传输回调：必须定义transfer_one_message函数，模拟SPI数据收发逻辑（比如数据回环、预设响应数据等），这是SPI通信的核心处理逻辑。
• 注册控制器：调用spi_register_controller()完成控制器的系统注册。

2. 挂载虚拟SPI设备到控制器 #

控制器注册成功后，需要手动添加虚拟设备触发spidev驱动匹配：

• 初始化struct spi_board_info结构体：
  • modalias字段设为"spidev"，确保spidev驱动能识别并匹配该设备。
  • 配置max_speed_hz、mode（需与控制器模式匹配）、chip_select（对应控制器的片选序号）等参数。
• 注册虚拟设备：调用spi_new_device()将设备挂载到已注册的虚拟控制器上，该函数会自动触发spidev驱动的probe流程，生成/dev/spidevB.C节点（B为总线号，C为片选号）。

3. 完善模块生命周期管理 #

• 模块加载入口：按顺序完成控制器分配初始化、控制器注册、虚拟设备注册。
• 模块卸载入口：按反向顺序执行虚拟设备注销（spi_unregister_device()）、控制器注销（spi_unregister_controller()）、总线号释放（spi_free_busnum()）。

关键注意事项 #

• 无需依赖平台设备框架：虚拟设备不需要DT/ACPI标识，全程手动注册即可，和真实硬件的枚举逻辑完全不同。
• 确保spidev驱动可用：可以在模块中调用request_module("spidev")自动加载，或者提前用modprobe spidev手动加载。
• 调试手段：加载模块后用dmesg查看内核日志，确认控制器和设备是否注册成功；用ls /dev/spidev*检查节点生成情况；用spidev_test工具测试虚拟设备的通信功能。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者random69579