本文介绍Linux SPI设备驱动的移植过程及应用程序编写方法。主要内容包括将SPI设备驱动编译进内核、平台文件中添加设备注册信息、设置SPI工作模式等参数及数据传输。
转载地址：http://blog.youkuaiyun.com/borntox/article/details/51871480
硬件平台：飞思卡尔IMX6，
内核版本：kernel3.0.35
Linux系统中，和I2C一样，SPI也有系统自带的设备驱动程序，位于源码目录下drivers/spi/spidev.c，以下为驱动的移植和对应应用程序编写方法
驱动代码移植
要将此设备驱动加入到内核中，要做两件事情
第一：将此驱动编译进内核
步骤：make menuconfig
Device Drivers ->
<*>SPI support ->
<*>User mode SPI device driver support
第二：在平台文件arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_sabresd.c 中添加对spidev的设备注册
步骤：
1、准备spi_board_info变量（全局变量）
static struct spi_board_info spidev_ecspi2_board_info[] __initdata = {
{
/* The modalias must be the same as spi device driver name */
.modalias = "spidev",
.max_speed_hz = 20000000,
.bus_num = 1,
.chip_select = 0,
},
};
2、注册spi_board_info变量到内核中，要在平台硬件初始化的函数中执行本段代码
spi_register_board_info(spidev_ecspi2_board_info,
ARRAY_SIZE(spidev_ecspi2_board_info));
注意：上面两个步骤是原则，必不可少的，但是具体的平台会有一些其他更多的修改，比如笔者使用的是飞思卡尔IMX6，还需要将GPIO口进行初始化，初始化为SPI功能
具体操作见以下补丁，源码下载地址点击打开链接
在对驱动代码进行移植之后，重新编译内核，下载到开发板上，即可看到spi设备/dev/spidev1.0，标识着SPI驱动移植成功
应用程序编写
在对驱动代码进行修改之后，需要根据驱动的架构来完成应用程序的编写，在内核源代码Documentation/spi目录下有一个spidev_test.c文件，是内核作者提供给Linux开发人员的参考文档，笔者也是参考此文件来编写的应用程序
应用程序无非是open、close、read、write、ioctl的使用。open，close没什么好说的，下面具体说下ioctl、read和write的使用。
spi应用程序编写步骤:
第一：open
第二：ioctl ，ioctl有九种cmd，分别对应不同的arga、设置或获取SPI工作模式
SPI_IOC_RD_MODE //读 模式
SPI_IOC_WR_MODE //写 模式
以上两种cmd对用arg是spi_device.mode
spi_device.mode有以下几种类型
#define SPI_MODE_0 (0|0)//SCLK空闲时为低电平，第一个时间延采样
#define SPI_MODE_1 (0|SPI_CPHA)//SCLK空闲时为高电平，第一个时间延采样
#define SPI_MODE_2 (SPI_CPOL|0)//SCLK空闲时为低电平，第二个时间延采样
#define SPI_MODE_3 (SPI_CPOL|SPI_CPHA)//SCLK空闲时为高电平，第二个时间延采样
#define SPI_CS_HIGH 0x04//片选为高
#define SPI_LSB_FIRST 0x08//低位数据先传输
#define SPI_3WIRE 0x10//三线式，输入输出数据线为一条线
#define SPI_LOOP 0x20//回环模式
#define SPI_NO_CS 0x40//没有片选信号
#define SPI_READY 0x80//
#define SPI_MODE_1 (0|SPI_CPHA)//SCLK空闲时为高电平，第一个时间延采样
#define SPI_MODE_2 (SPI_CPOL|0)//SCLK空闲时为低电平，第二个时间延采样
#define SPI_MODE_3 (SPI_CPOL|SPI_CPHA)//SCLK空闲时为高电平，第二个时间延采样
#define SPI_CS_HIGH 0x04//片选为高
#define SPI_LSB_FIRST 0x08//低位数据先传输
#define SPI_3WIRE 0x10//三线式，输入输出数据线为一条线
#define SPI_LOOP 0x20//回环模式
#define SPI_NO_CS 0x40//没有片选信号
#define SPI_READY 0x80//
用法：
mode = mode | SPI_MODE_0 | SPI_CS_HIGH | SPI_LSB_FIRST | SPI_LOOP
ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode)；
注意：前面四种是对SCK时钟信号空闲时的电平，和采样时刻的选择，四个只能选择其中一种，后面的五种可以用或的形式选择任意几个，使用方法如上
b、设置或获取SPI读写是从高位还是低位开始
SPI_IOC_RD_LSB_FIRST //读 LSB
SPI_IOC_WR_LSB_FIRST //写 LSB
以上两种cmd对用arg是spi_device.mode
用法：同上，但是mode类型只有SPI_LSB_FIRST一种
c、设置或获取SPI读写数据位数
SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD //读 每字多少位
SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD //写 每字多少位
以上两种cmd对用arg是spi_device.bits_per_word
用法：
bits = 8；
ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);
d、设置或获取SPI读写的最大频率
SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ //读 最大速率
SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ //写 最大速率
以上两种cmd对用arg是spi_device.max_speed_hz
用法：
speed = 50*1000；
ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed);
e、传输数据
SPI_IOC_MESSAGE(n) //传输n个数据包
以上一种cmd对用arg是spi_ioc_transfer
用法：全双工传输数据
struct spi_ioc_transfer tr = {
.tx_buf = (unsigned long)tx,
.rx_buf = (unsigned long)rx,
.len = ARRAY_SIZE(tx),
.delay_usecs = delay,
.speed_hz = speed,
.bits_per_word = bits,
};
.tx_buf = (unsigned long)tx,
.rx_buf = (unsigned long)rx,
.len = ARRAY_SIZE(tx),
.delay_usecs = delay,
.speed_hz = speed,
.bits_per_word = bits,
};
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);
第三：read或write
用法：和大多数的设备read函数一样的用法，但是每次读或者写的大小不能大于4096Byte。
char* buf[n];
read(fd,buf,sizeof(buf));或者write(fd,buf,sizeof(buf));
第四：close
应用程序源码
/*
* SPI testing utility (using spidev driver)
*
* Copyright (c) 2007 MontaVista Software, Inc.
* Copyright (c) 2007 Anton Vorontsov <avorontsov@ru.mvista.com>
*
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU General Public License as published by
* the Free Software Foundation; either version 2 of the License.
*
* Cross-compile with cross-gcc -I/path/to/cross-kernel/include
*/
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <getopt.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/spi/spidev.h>
#define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))
static
void
pabort(
const
char
*s)
{
perror
(s);
abort
();
}
static
const
char
*device =
"/dev/spidev1.0"
;
static
uint8_t mode;
static
uint8_t bits = 8;
static
uint32_t speed = 50000;
static
uint16_t delay;
unsigned
char
buf_me[1] = {0x55};
static
void
transfer(
int
fd)
{
int
ret;
uint8_t tx[] = {
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x95,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
0xDE, 0xAD, 0xBE, 0xEF, 0xBA, 0xAD,
0xF0, 0x0D,
};
uint8_t rx[ARRAY_SIZE(tx)] = {0, };
struct
spi_ioc_transfer tr = {
.tx_buf = (unsigned
long
)tx,
.rx_buf = (unsigned
long
)rx,
.len = ARRAY_SIZE(tx),
.delay_usecs = delay,
.speed_hz = speed,
.bits_per_word = bits,
};
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);
if
(ret < 1)
pabort(
"can't send spi message"
);
for
(ret = 0; ret < ARRAY_SIZE(tx); ret++) {
if
(!(ret % 6))
puts
(
""
);
printf
(
"%.2X "
, rx[ret]);
}
puts
(
""
);
}
static
void
print_usage(
const
char
*prog)
{
printf
(
"Usage: %s [-DsbdlHOLC3]\n"
, prog);
puts
(
" -D --device device to use (default /dev/spidev1.1)\n"
" -s --speed max speed (Hz)\n"
" -d --delay delay (usec)\n"
" -b --bpw bits per word \n"
" -l --loop loopback\n"
" -H --cpha clock phase\n"
" -O --cpol clock polarity\n"
" -L --lsb least significant bit first\n"
" -C --cs-high chip select active high\n"
" -3 --3wire SI/SO signals shared\n"
);
exit
(1);
}
static
void
parse_opts(
int
argc,
char
*argv[])
{
while
(1) {
static
const
struct
option lopts[] = {
{
"device"
, 1, 0,
'D'
},
{
"speed"
, 1, 0,
's'
},
{
"delay"
, 1, 0,
'd'
},
{
"bpw"
, 1, 0,
'b'
},
{
"loop"
, 0, 0,
'l'
},
{
"cpha"
, 0, 0,
'H'
},
{
"cpol"
, 0, 0,
'O'
},
{
"lsb"
, 0, 0,
'L'
},
{
"cs-high"
, 0, 0,
'C'
},
{
"3wire"
, 0, 0,
'3'
},
{
"no-cs"
, 0, 0,
'N'
},
{
"ready"
, 0, 0,
'R'
},
{ NULL, 0, 0, 0 },
};
int
c;
c = getopt_long(argc, argv,
"D:s:d:b:lHOLC3NR"
, lopts, NULL);
if
(c == -1)
break
;
switch
(c) {
case
'D'
:
device = optarg;
break
;
case
's'
:
speed =
atoi
(optarg);
break
;
case
'd'
:
delay =
atoi
(optarg);
break
;
case
'b'
:
bits =
atoi
(optarg);
break
;
case
'l'
:
mode |= SPI_LOOP;
break
;
case
'H'
:
mode |= SPI_CPHA;
break
;
case
'O'
:
mode |= SPI_CPOL;
break
;
case
'L'
:
mode |= SPI_LSB_FIRST;
break
;
case
'C'
:
mode |= SPI_CS_HIGH;
break
;
case
'3'
:
mode |= SPI_3WIRE;
break
;
case
'N'
:
mode |= SPI_NO_CS;
break
;
case
'R'
:
mode |= SPI_READY;
break
;
default
:
print_usage(argv[0]);
break
;
}
}
}
int
main(
int
argc,
char
*argv[])
{
int
ret = 0;
int
fd;
parse_opts(argc, argv);
fd = open(device, O_RDWR);
if
(fd < 0)
pabort(
"can't open device"
);
mode = mode | SPI_MODE_1 | SPI_LSB_FIRST | SPI_LOOP;
/*
* spi mode
*/
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
if
(ret == -1)
pabort(
"can't set spi mode"
);
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
if
(ret == -1)
pabort(
"can't get spi mode"
);
/*
* bits per word
*/
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);
if
(ret == -1)
pabort(
"can't set bits per word"
);
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &bits);
if
(ret == -1)
pabort(
"can't get bits per word"
);
/*
* max speed hz
*/
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed);
if
(ret == -1)
pabort(
"can't set max speed hz"
);
ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &speed);
if
(ret == -1)
pabort(
"can't get max speed hz"
);
printf
(
"spi mode: %d\n"
, mode);
printf
(
"bits per word: %d\n"
, bits);
printf
(
"max speed: %d Hz (%d KHz)\n"
, speed, speed/1000);
// transfer(fd);
while
(1){
write(fd,buf_me,1);
}
close(fd);
return
ret;
}
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