Gumstix升级内核后设备树配置SPI无时钟片选信号求助

• 设备升级新版本内核，基于Gumstix提供的Yocto构建工程完成编译，生成镜像可正常启动，内核SPIDEV驱动配置已验证生效
• 硬件基于Gumstix Tobi板卡设计，U-Boot启动时加载对应板卡设备树，但SPI功能始终无法正常工作
• 已在omap3-overo-storm-tobi.dts文件中添加如下配置：

&omap3_pmx_core {
        mcspi1_pins: pinmux_mcspi1_pins {
                pinctrl-single,pins = <
                        OMAP3_CORE1_IOPAD(0x21c8, PIN_INPUT | MUX_MODE0)        /* mcspi1_clk.mcspi1_clk */
                        OMAP3_CORE1_IOPAD(0x21ca, PIN_INPUT | MUX_MODE0)       /* mcspi1_simo.mcspi1_simo */
                        OMAP3_CORE1_IOPAD(0x21cc, PIN_INPUT | MUX_MODE0)        /* mcspi1_somi.mcspi1_somi */
                        OMAP3_CORE1_IOPAD(0x21ce, PIN_INPUT | MUX_MODE0)       /* mcspi1_cs0.mcspi1_cs0 */
                        OMAP3_CORE1_IOPAD(0x21d0, PIN_INPUT | MUX_MODE0)       /* mcspi1_cs1.mcspi1_cs1 */
                >;
        };

};

&mcspi1 {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&mcspi1_pins>;

        spidev@0 {
                compatible = "spidev";
                spi-max-frequency = <48000000>;
                reg = <1>;
                spi-cpha;
        };

};

• 系统重启后已成功生成/dev/spidev1.1设备节点，但向该节点传输数据时，无法观测到SPI时钟线、CS1片选线激活，需要排查配置遗漏。

1. 修正设备树基础配置错误 #

当前设备树存在3个直接影响SPI运行的问题：

• McSPI1控制器节点没有添加status = "okay"属性。OMAP平台的外设控制器默认状态都是disabled，不显式使能的话，即使子节点匹配生成了设备节点，控制器硬件也不会完成初始化，时钟、电源域都不会开启。
• 没有显式声明片选数量和片选GPIO。OMAP3 McSPI驱动部分版本存在内置片选逻辑失效的问题，需要手动指定cs-gpios属性，同时声明num-cs，否则CS1不会被正确驱动。
• spidev节点命名不规范。spidev@0的后缀值和reg = <1>不匹配，不符合设备树规范，虽然不一定直接导致功能失效，但会触发内核解析告警，也可能导致部分驱动逻辑匹配异常。

修正后的&mcspi1节点参考配置如下：

&mcspi1 {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&mcspi1_pins>;
        status = "okay";
        num-cs = <2>;
        /* McSPI1 CS0对应GPIO3_0，CS1对应GPIO3_1，根据实际硬件调整极性 */
        cs-gpios = <&gpio3 0 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&gpio3 1 GPIO_ACTIVE_LOW>;

        spidev@1 {
                compatible = "spidev";
                spi-max-frequency = <48000000>;
                reg = <1>;
                spi-cpha;
                status = "okay";
        };
};

2. 排查PinMux冲突 #

• 检查当前dts以及所有引用的dtsi文件，确认0x21c8~0x21d0这几个McSPI1引脚没有被其他外设节点（比如NAND Flash、额外串口、GPIO按键）复用，如果存在重复配置，后加载的节点会覆盖PinMux设置，导致SPI引脚被切到其他功能模式。
• 系统启动后进入debugfs查看引脚状态，执行cat /sys/kernel/debug/pinctrl/*/pins | grep -E '0x21c8|0x21ca|0x21cc|0x21ce|0x21d0'，核对这几个引脚的mux模式是否为MUX_MODE0，输入输出配置是否正确。

3. 校验驱动运行状态 #

• 启动后执行dmesg | grep -E 'spi|mcspi'，查看控制器初始化日志，正常情况应该能看到McSPI控制器初始化成功、spidev1.1注册成功的日志，如果存在时钟获取失败、资源申请失败、IRQ申请失败的报错，根据报错信息对应排查即可。
• 执行cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary | grep mcspi1，查看McSPI1的时钟使能计数，如果计数为0说明控制器时钟没开，硬件根本没有工作。

4. 用标准工具验证功能 #

不要直接用自定义应用测试，先用内核自带的spidev_test工具验证：

1. 在内核源码的tools/spi/目录下找到spidev_test.c，用对应平台的交叉编译工具编译后传到设备
2. 执行./spidev_test -D /dev/spidev1.1 -v -m 1，参数-m 1对应你开启spi-cpha的SPI模式1配置
3. 此时用示波器测量对应引脚，正常情况下CS1会先拉低，然后持续输出时钟信号，SIMO引脚会输出测试数据。

5. 硬件排查 #

如果以上软件配置都修正后还是没有信号，检查硬件：

• 确认Tobi板卡上的SPI引脚没有被板载外设占用，相关跳线帽配置正确
• 测量引脚电平，确认没有短路、虚焊问题，引脚没有被外部电路钳死在固定电平

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