linux spi dev test program

本文介绍了一个使用spidev驱动的SPI设备测试工具,该工具基于GNU通用公共许可证发布,允许用户进行SPI设备的基本配置和数据交换操作。

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/*
 * 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/spidev1.1";
static uint8_t mode;
static uint8_t bits = 8;
static uint32_t speed = 500000;
static uint16_t delay;

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");

	/*
	 * 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);

	close(fd);

	return ret;
}
### 使用命令行工具在Linux环境中调试SPI接口 #### 安装必要的工具包 为了能够在Linux环境下通过命令行调试SPI接口,安装`spi-tools`是一个理想的选择。这个套件提供了多种实用功能来帮助开发者进行嵌入式系统的开发工作[^2]。 对于基于Debian的发行版(如Ubuntu),可以通过以下命令获取所需软件: ```bash sudo apt-get update && sudo apt-get install git cmake build-essential libusb-1.0-0-dev ``` 接着从指定位置克隆项目源码并编译安装: ```bash git clone https://gitcode.com/open-source-toolkit/2cc17 spi-test-program cd spi-test-program mkdir build && cd build cmake .. make sudo make install ``` #### 配置SPI设备节点权限 默认情况下,访问SPI设备可能需要root权限。为了避免每次都使用超级用户身份运行程序,建议创建一个新的udev规则文件以便赋予普通用户足够的权限去操作这些特殊文件描述符。 编辑 `/etc/udev/rules.d/99-spi.rules`, 添加如下内容: ```plaintext SUBSYSTEM=="spidev", GROUP="dialout", MODE="0660" ``` 之后重新加载UDEV规则和服务: ```bash sudo udevadm control --reload-rules && sudo service udev restart ``` 最后将当前登录账户加入到相应的组里: ```bash sudo usermod -aG dialout $USER newgrp dialout ``` #### 调试SPI接口的具体方法 完成上述准备工作后,就可以利用所提供的CLI应用程序来进行实际的操作了。这里给出几个常用的例子说明如何查看已连接的SPI设备以及发送简单的指令给目标模块。 ##### 列举所有可用的SPI端口 这一步骤有助于确认系统识别到了哪些物理上的SPI通道,并了解其对应的字符设备路径。 ```bash ls /dev/spi* ``` ##### 设置特定参数并与选定的SPI装置交互 假设要向某个具体的SPI器件发出请求,那么可以根据实际情况调整下面这条语句中的选项值;比如改变传输速率(`speed_hz`)、设定通信模式(`mode`)等属性。 ```bash ./spi-cli -D /dev/spidevX.Y -s 500000 -m 0x03 read 8 write "DEADBEEF" ``` 其中`/dev/spidevX.Y`代表你要操控的那个具体SPI接口实例的位置标识符,而后面的参数则用来指明期望的数据交换方式——在此处是指定读取长度为8字节并向对方传递一串十六进制字符串作为写入数据。 #### 进阶应用案例 当涉及到更复杂的场景时,例如同时执行多路I/O任务或是与其他类型的外部电路协同作业,还可以借助额外的功能特性进一步优化工作效率。例如,`spi-pipe`允许同步地发起多个方向上的IO事件流,在某些高性能计算领域内显得尤为重要。 另外,如果希望获得更加详细的会话记录或者诊断信息的话,不妨考虑引入像SPIDriver这样的专用解决方案,它不仅能够充当强大的逻辑分析仪器捕捉完整的协议交流过程,而且也具备直接操纵诸如LED阵列或液晶面板之类简单外围的能力[^3]。
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