嵌入式linux之iMX6ULL驅(qū)動開發(fā) | 通用spi驅(qū)動之spidev使用總結(jié)
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因為興趣，業(yè)余時間把玩下手邊的imax6ul開發(fā)板。Linux內(nèi)核集成了spidev驅(qū)動，
提供了SPI設(shè)備的用戶空間API。支持用于半雙工通信的read和write訪問接口以及用于
全雙工通信和I/O配置的ioctl接口。使用時，只需將SPI從設(shè)備的compatible屬性值添加
到spidev區(qū)動的spidev dt ids[]數(shù)組中，即可將該SPI從設(shè)備創(chuàng)建為spidev設(shè)備。
如果不想編寫單獨的spi設(shè)備驅(qū)動，那么使用linux內(nèi)核提供的通用spidev設(shè)備驅(qū)動就夠了，
它提供統(tǒng)一的字符設(shè)備操作，那么只需要在應(yīng)用層讀寫和控制即可。
spidev驅(qū)動
spidev是一個Linux內(nèi)核驅(qū)動，用于與SPI（串行外設(shè)接口）設(shè)備進行通信。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(shè)備。spidev驅(qū)動允許用戶空間程序通過
Linux的設(shè)備文件接口與SPI設(shè)備進行通信。用戶可以通過打開和讀寫設(shè)備文件來發(fā)送和
接收SPI數(shù)據(jù)。spidev驅(qū)動提供了一組控制IO口和SPI參數(shù)的ioctl命令。
同時Linux內(nèi)核也集成了SPI測試工具spidev test，用于在用戶態(tài)對spidev動功能進行測試
和驗證。
spidev設(shè)備驅(qū)動源碼位置在：linux-imx-4.1.15driversspispidev.c
驅(qū)動框架框圖：
除了使用spidev驅(qū)動外，當然也可以自己編寫SPI驅(qū)動。
使用現(xiàn)有的spidev驅(qū)動可以簡化開發(fā)過程，因為它提供了一組用戶空間接口，
可以直接在應(yīng)用程序中使用標準的文件操作函數(shù)（如open、read、write和ioctl）
來操作SPI設(shè)備。這種方式適用于大多數(shù)應(yīng)用場景，特別是對于簡單的SPI設(shè)備操作，
可以快速實現(xiàn)功能。
如果使用自己編寫的SPI驅(qū)動也可以，也不算麻煩，需要在內(nèi)核中實現(xiàn)SPI子系統(tǒng)，
包括SPI控制器驅(qū)動和SPI設(shè)備驅(qū)動，最后根據(jù)需要實現(xiàn)個如字符型設(shè)備驅(qū)動操作接口，
供上層應(yīng)用使用即可。
應(yīng)用層使用步驟
用戶應(yīng)用層使用spidev驅(qū)動的步驟如下：
1. 打開SPI設(shè)備文件：用戶可以通過打開/dev/spidevX.Y文件來訪問SPI設(shè)備，
其中X是SPI控制器的編號，Y是SPI設(shè)備的編號。
2. 配置SPI參數(shù)：用戶可以使用ioctl命令SPI_IOC_WR_MODE、
SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD和SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ來設(shè)置SPI模式
、數(shù)據(jù)位數(shù)和時鐘速度等參數(shù)。
3. 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)：用戶可以使用read和write系統(tǒng)調(diào)用來發(fā)送和接收SPI數(shù)據(jù)。
寫入的數(shù)據(jù)將被傳輸?shù)絊PI設(shè)備，而從設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)將被存儲在用戶提供的緩沖區(qū)中。
4. 關(guān)閉SPI設(shè)備文件：當不再需要與SPI設(shè)備通信時，用戶應(yīng)該關(guān)閉SPI設(shè)備文件。
總結(jié)起來，spidev驅(qū)動提供了一種簡單而靈活的方式來與SPI設(shè)備進行通信，
使得用戶可以輕松地在Linux系統(tǒng)上開發(fā)和控制SPI設(shè)備。
內(nèi)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開發(fā)板的imx_v7_defconfig的linux內(nèi)核配置文件中。
CONFIG_SPI=y CONFIG_SPI_GPIO=y CONFIG_SPI_IMX=y CONFIG_SPI_SPIDEV=y編寫設(shè)備樹
&ecspi3 {
fsl,spi-num-chipselects = <2>;/*cs管腳數(shù)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(jié)點使能*/
spidev: icm20608@0 {
compatible = "alientek,icm20608";
spi-max-frequency = <8000000>;
reg = <0>;/*spi設(shè)備是沒有設(shè)備地址的, 這里是指使用spi控制器的cs-gpios里的第幾個片選io */
};
oled: oledsh1106@1 {
compatible = "yang,oledsh1106";/*重要，會匹配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(shè)備的最大工作時鐘 */
reg = <1>;
};
};以上需要注意的是：如果該spi接口下掛載有多個從設(shè)備，
需要設(shè)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(yīng)的個數(shù)。以上的為配置了兩路片選GPIO管腳，
第一個默認的，第二個是指定的。如果僅有一個從設(shè)備，可以配置cs-gpio就行了。
注意cs-gpio和cs-gpios的區(qū)別，帶s的標識可以有多個。
如果忽略cs管腳數(shù)配置，則會出現(xiàn)以下錯誤:
需要設(shè)置fsl,spi-num-chipselects = <2>;
注意上面的compatible 屬性，在新版linux內(nèi)核，可以寫任意的字符串，
最好不再寫”spidev”，老版的是要寫成”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，用于指定工作時序方式及其它功能設(shè)置等。
如CPOL需要設(shè)1, 則只需在spi設(shè)備節(jié)點里加上"spi-cpol"屬性即可; CPOL設(shè)0，
則不寫"spi-cpol"屬性即可 。
buswidth = <8>; /* 傳輸以8位為單位 */ mode = <0>; /* 使用第幾種工作時序(CPOL, CPHA) */ /*但在現(xiàn)用的內(nèi)核源碼里發(fā)現(xiàn), spi設(shè)備的工作時序并不是用mode屬性值來指定的*/ /* 如CPOL需要設(shè)1, 則只需在spi設(shè)備節(jié)點里加上"spi-cpol"屬性即可;
CPOL設(shè)0，則不寫"spi-cpol"屬性即可 */ /* CPHA設(shè)1時，則在設(shè)備節(jié)點里加上"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(nèi)核和設(shè)備樹#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(nèi)核 make zImage -j16 #編譯指定的設(shè)備樹 make imx6ull-14x14-nand-4.3-480x272-c.dtb修改spidev驅(qū)動
/* 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(nèi)核編譯成功后，更新內(nèi)核和設(shè)備樹文件。啟動設(shè)備后，在/sys/class/spidev下可以確認spidev枚舉出了多少個spi設(shè)備。
開源測試工具
spidev驅(qū)動有現(xiàn)成的測試工具。其中一個常用的測試工具是spi_test，
它是spidev驅(qū)動自帶的測試工具，可以用于測試和調(diào)試SPI設(shè)備。
spi_test可以通過命令行參數(shù)設(shè)置SPI設(shè)備的各種參數(shù)，如設(shè)備文件、
傳輸速率、字節(jié)順序等。使用spi_test可以發(fā)送和接收SPI數(shù)據(jù)，
以驗證spidev驅(qū)動的功能和性能。
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(zhí)行文件使用。
這些工具都基于spidev通用設(shè)備驅(qū)動以及對應(yīng)的ioctl命令實現(xiàn)，
可以方便的用來對spi的通用型驅(qū)動來進行測試。
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 $(CC) spidev_test.c -o spidev_test回環(huán)測試
如，在/dev/spidev2.0上發(fā)送"string_to_send"字符串，顯示發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)：
./spidev_test -D /dev/spidev2.0 -v -p string_to_send
如果要發(fā)送32位/16位的數(shù)據(jù)，則需要先生成二進制文件，如生成32字節(jié)的隨機數(shù)據(jù)：
dd if=/dev/urandom of=test_data bs=16 count=2
用hexdump來查看這個二進制文件：
hexdump -v test_data -C
00000000 74 6a 59 3e 1e 81 73 fb 5a 3f 94 c7 d8 20 ca e9 |tjY>..s.Z?... ..|
00000010 24 2e a5 68 75 ab f7 12 af e6 c1 3d e2 d8 9a ba |$..hu......=....|
00000020
發(fā)送：
./spidev_test -D /dev/spidev2.0 -b 32 -v -i test_data————————————————
最后，輸出結(jié)果與輸入相同即為正確。
結(jié)語
原文鏈接：https://blog.csdn.net/yyz_1987/article/details/131918983
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