嵌入式linux之iMX6ULL驅動(dòng)開(kāi)發(fā) | 通用spi驅動(dòng)之spidev使用總結
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因為興趣，業(yè)余時(shí)間把玩下手邊的imax6ul開(kāi)發(fā)板。Linux內核集成了spidev驅動(dòng)，
提供了SPI設備的用戶(hù)空間API。支持用于半雙工通信的read和write訪(fǎng)問(wèn)接口以及用于
全雙工通信和I/O配置的ioctl接口。使用時(shí)，只需將SPI從設備的compatible屬性值添加
到spidev區動(dòng)的spidev dt ids[]數組中，即可將該SPI從設備創(chuàng )建為spidev設備。
如果不想編寫(xiě)單獨的spi設備驅動(dòng)，那么使用linux內核提供的通用spidev設備驅動(dòng)就夠了，
它提供統一的字符設備操作，那么只需要在應用層讀寫(xiě)和控制即可。
spidev驅動(dòng)
spidev是一個(gè)Linux內核驅動(dòng)，用于與SPI（串行外設接口）設備進(jìn)行通信。SPI是一種全雙工、
同步的串行通信協(xié)議，常用于連接微控制器和外部設備。spidev驅動(dòng)允許用戶(hù)空間程序通過(guò)
Linux的設備文件接口與SPI設備進(jìn)行通信。用戶(hù)可以通過(guò)打開(kāi)和讀寫(xiě)設備文件來(lái)發(fā)送和
接收SPI數據。spidev驅動(dòng)提供了一組控制IO口和SPI參數的ioctl命令。
同時(shí)Linux內核也集成了SPI測試工具spidev test，用于在用戶(hù)態(tài)對spidev動(dòng)功能進(jìn)行測試
和驗證。
spidev設備驅動(dòng)源碼位置在：linux-imx-4.1.15driversspispidev.c
驅動(dòng)框架框圖：
除了使用spidev驅動(dòng)外，當然也可以自己編寫(xiě)SPI驅動(dòng)。
使用現有的spidev驅動(dòng)可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，因為它提供了一組用戶(hù)空間接口，
可以直接在應用程序中使用標準的文件操作函數（如open、read、write和ioctl）
來(lái)操作SPI設備。這種方式適用于大多數應用場(chǎng)景，特別是對于簡(jiǎn)單的SPI設備操作，
可以快速實(shí)現功能。
如果使用自己編寫(xiě)的SPI驅動(dòng)也可以，也不算麻煩，需要在內核中實(shí)現SPI子系統，
包括SPI控制器驅動(dòng)和SPI設備驅動(dòng)，最后根據需要實(shí)現個(gè)如字符型設備驅動(dòng)操作接口，
供上層應用使用即可。
應用層使用步驟
用戶(hù)應用層使用spidev驅動(dòng)的步驟如下：
1. 打開(kāi)SPI設備文件：用戶(hù)可以通過(guò)打開(kāi)/dev/spidevX.Y文件來(lái)訪(fǎng)問(wèn)SPI設備，
其中X是SPI控制器的編號，Y是SPI設備的編號。
2. 配置SPI參數：用戶(hù)可以使用ioctl命令SPI_IOC_WR_MODE、
SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD和SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ來(lái)設置SPI模式
、數據位數和時(shí)鐘速度等參數。
3. 發(fā)送和接收數據：用戶(hù)可以使用read和write系統調用來(lái)發(fā)送和接收SPI數據。
寫(xiě)入的數據將被傳輸到SPI設備，而從設備讀取的數據將被存儲在用戶(hù)提供的緩沖區中。
4. 關(guān)閉SPI設備文件：當不再需要與SPI設備通信時(shí)，用戶(hù)應該關(guān)閉SPI設備文件。
總結起來(lái)，spidev驅動(dòng)提供了一種簡(jiǎn)單而靈活的方式來(lái)與SPI設備進(jìn)行通信，
使得用戶(hù)可以輕松地在Linux系統上開(kāi)發(fā)和控制SPI設備。
內核配置
在生成的config文件中可以看到以下配置生效了。我的是在imx6ul開(kāi)發(fā)板的imx_v7_defconfig的linux內核配置文件中。
CONFIG_SPI=y CONFIG_SPI_GPIO=y CONFIG_SPI_IMX=y CONFIG_SPI_SPIDEV=y編寫(xiě)設備樹(shù)
&ecspi3 {
fsl,spi-num-chipselects = <2>;/*cs管腳數配置*/
cs-gpios = <0>,<&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;/*cs管腳配置*/
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi3>;
status = "okay";/* status屬性值為"okay" 表示該節點(diǎn)使能*/
spidev: icm20608@0 {
compatible = "alientek,icm20608";
spi-max-frequency = <8000000>;
reg = <0>;/*spi設備是沒(méi)有設備地址的, 這里是指使用spi控制器的cs-gpios里的第幾個(gè)片選io */
};
oled: oledsh1106@1 {
compatible = "yang,oledsh1106";/*重要，會(huì )匹配spidev.c中指定的compatible*/
spi-cpol;/*配置spi信號模式*/
spi-cpha;
spi-max-frequency = < 8000000 >;/* 指定spi設備的最大工作時(shí)鐘 */
reg = <1>;
};
};以上需要注意的是：如果該spi接口下掛載有多個(gè)從設備，
需要設置fsl,spi-num-chipselects = <2>;默認該值為1。還有需要注意的地方是，
cs-gpios 片選信號需要配置對應的個(gè)數。以上的為配置了兩路片選GPIO管腳，
第一個(gè)默認的，第二個(gè)是指定的。如果僅有一個(gè)從設備，可以配置cs-gpio就行了。
注意cs-gpio和cs-gpios的區別，帶s的標識可以有多個(gè)。
如果忽略cs管腳數配置，則會(huì )出現以下錯誤:
需要設置fsl,spi-num-chipselects = <2>;
注意上面的compatible 屬性，在新版linux內核，可以寫(xiě)任意的字符串，
最好不再寫(xiě)”spidev”，老版的是要寫(xiě)成”spidev”。
給出的理由是： spidev should never be referenced in DT without a specific
compatible string, it is a Linux implementation thing rather than a description
of the hardware。
此外還有一些額外配置，以下為自定義屬性，用于指定工作時(shí)序方式及其它功能設置等。
如CPOL需要設1, 則只需在spi設備節點(diǎn)里加上"spi-cpol"屬性即可; CPOL設0，
則不寫(xiě)"spi-cpol"屬性即可 。
buswidth = <8>; /* 傳輸以8位為單位 */ mode = <0>; /* 使用第幾種工作時(shí)序(CPOL, CPHA) */ /*但在現用的內核源碼里發(fā)現, spi設備的工作時(shí)序并不是用mode屬性值來(lái)指定的*/ /* 如CPOL需要設1, 則只需在spi設備節點(diǎn)里加上"spi-cpol"屬性即可;
CPOL設0，則不寫(xiě)"spi-cpol"屬性即可 */ /* CPHA設1時(shí)，則在設備節點(diǎn)里加上"spi-cpha"屬性即可 */
pinctrl的配置
pinctrl_ecspi3: ecspi3grp {
fsl,pins = <
MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO 0x100b1 /* MISO*/
MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI 0x100b1 /* MOSI*/
MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK 0x100b1 /* CLK*/
MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 0x100b0 /* CS*/
>;
};編譯內核和設備樹(shù)#加載環(huán)境 source /opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.1.0/environment-setup-cortexa7hf-neon-poky-linux-gnueabi #編譯內核 make zImage -j16 #編譯指定的設備樹(shù) make imx6ull-14x14-nand-4.3-480x272-c.dtb修改spidev驅動(dòng)
/* The main reason to have this class is to make mdev/udev create the
* /dev/spidevB.C character device nodes exposing our userspace API.
* It also simplifies memory management.
*/
static struct class *spidev_class;
//#ifdef CONFIG_OF
static const struct of_device_id spidev_dt_ids[] = {
{ .compatible = "rohm,dh2228fv" },
{ .compatible = "yang,oledsh1106" },
{},
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, spidev_dt_ids);
//#endif內核編譯成功后，更新內核和設備樹(shù)文件。啟動(dòng)設備后，在/sys/class/spidev下可以確認spidev枚舉出了多少個(gè)spi設備。
開(kāi)源測試工具
spidev驅動(dòng)有現成的測試工具。其中一個(gè)常用的測試工具是spi_test，
它是spidev驅動(dòng)自帶的測試工具，可以用于測試和調試SPI設備。
spi_test可以通過(guò)命令行參數設置SPI設備的各種參數，如設備文件、
傳輸速率、字節順序等。使用spi_test可以發(fā)送和接收SPI數據，
以驗證spidev驅動(dòng)的功能和性能。
在源碼linux-imx-4.1.15-2.1.0-v2.7\Documentation\spi路徑下，
有兩個(gè)測試工具的源碼文件，spidev_fdx.c和spidev_test.c文件。
可以直接交叉編譯為可執行文件使用。
這些工具都基于spidev通用設備驅動(dòng)以及對應的ioctl命令實(shí)現，
可以方便的用來(lái)對spi的通用型驅動(dòng)來(lái)進(jìn)行測試。
編譯方法
#加載環(huán)境 source /opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.1.0/ environment-setup-cortexa7hf-neon-poky-linux-gnueabi #編譯 $(CC) spidev_fdx.c -o spidev_fdx $(CC) spidev_test.c -o spidev_test回環(huán)測試
如，在/dev/spidev2.0上發(fā)送"string_to_send"字符串，顯示發(fā)送和接收的數據：
./spidev_test -D /dev/spidev2.0 -v -p string_to_send
如果要發(fā)送32位/16位的數據，則需要先生成二進(jìn)制文件，如生成32字節的隨機數據：
dd if=/dev/urandom of=test_data bs=16 count=2
用hexdump來(lái)查看這個(gè)二進(jìn)制文件：
hexdump -v test_data -C
00000000 74 6a 59 3e 1e 81 73 fb 5a 3f 94 c7 d8 20 ca e9 |tjY>..s.Z?... ..|
00000010 24 2e a5 68 75 ab f7 12 af e6 c1 3d e2 d8 9a ba |$..hu......=....|
00000020
發(fā)送：
./spidev_test -D /dev/spidev2.0 -b 32 -v -i test_data————————————————
最后，輸出結果與輸入相同即為正確。
結語(yǔ)
原文鏈接：https://blog.csdn.net/yyz_1987/article/details/131918983
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