建设ftp网站的安全性,福建建设信息网站,网络服务器主要有,人力资源公司注册条件上一章我们讲解了如何编写 Linux 下的 I2C 设备驱动#xff0c; SPI 也是很常用的串行通信协议#xff0c;本章我们就来学习如何在 Linux 下编写 SPI 设备驱动。本章实验的最终目的就是驱动 I.MX6UALPHA 开发板上的 ICM-20608 这个 SPI 接口的六轴传感器#xff0c;可以在应…上一章我们讲解了如何编写 Linux 下的 I2C 设备驱动 SPI 也是很常用的串行通信协议本章我们就来学习如何在 Linux 下编写 SPI 设备驱动。本章实验的最终目的就是驱动 I.MX6UALPHA 开发板上的 ICM-20608 这个 SPI 接口的六轴传感器可以在应用程序中读取 ICM-20608的原始传感器数据。
目录
Linux 下 SPI 驱动框架简介
SPI 主机驱动
spi_master 申请与释放
spi_master 的注册与注销
SPI 设备驱动
SPI 设备和驱动匹配过程
SPI 主机驱动分析
SPI 设备驱动编写流程
SPI 设备信息描述
SPI 设备数据收发处理流程
实验
设备树
驱动
应用 Linux 下 SPI 驱动框架简介
SPI 驱动框架和 I2C 很类似都分为主机控制器驱动和设备驱动主机控制器也就是 SOC的 SPI 控制器接口我们编写好 SPI 控制器驱动以后就可以直接使用了不管是什么 SPI 设备 SPI 控制器部分的驱动都是一样我们的重点就落在了种类繁多的 SPI 设备驱动。
SPI 主机驱动
SPI 主机驱动就是 SOC 的 SPI 控制器驱动类似 I2C 驱动里面的适配器驱动。 Linux 内核使用 spi_master 表示 SPI 主机驱动 spi_master 是个结构体定义在 include/linux/spi/spi.h 文件中内容如下(有缩减)
315 struct spi_master {
316 struct device dev;
317
318 struct list_head list;
......
326 s16 bus_num;
327
328 /* chipselects will be integral to many controllers; some others
329 * might use board-specific GPIOs.
330 */
331 u16 num_chipselect;
332
333 /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
334 * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
335 */
336 u16 dma_alignment;
337
338 /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
339 u16 mode_bits;
340
341 /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
342 u32 bits_per_word_mask;
......
347 /* limits on transfer speed */
348 u32 min_speed_hz;
349 u32 max_speed_hz;
350
351 /* other constraints relevant to this driver */
352 u16 flags;
......
359 /* lock and mutex for SPI bus locking */
360 spinlock_t bus_lock_spinlock;
361 struct mutex bus_lock_mutex;
362
363 /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
364 bool bus_lock_flag;
......
372 int (*setup)(struct spi_device *spi);
373
......
393 int (*transfer)(struct spi_device *spi,
394 struct spi_message *mesg);
......
434 int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,
435 struct spi_message *mesg);
......
462 };
第 393 行 transfer 函数和 i2c_algorithm 中的 master_xfer 函数一样控制器数据传输函数。 第 434 行 transfer_one_message 函数也用于 SPI 数据发送用于发送一个 spi_messageSPI 的数据会打包成 spi_message然后以队列方式发送出去。也就是 SPI 主机端最终会通过 transfer 函数与 SPI 设备进行通信因此对于 SPI 主机控制器的驱动编写者而言 transfer 函数是需要实现的因为不同的 SOC 其 SPI 控制器不同寄存器都不一样。和 I2C 适配器驱动一样 SPI 主机驱动一般都是 SOC 厂商去编写的所以我们作为 SOC 的使用者这一部分的驱动就不用操心了除非你是在 SOC 原厂工作内容就是写 SPI 主机驱动。SPI 主机驱动的核心就是申请 spi_master然后初始化 spi_master最后向 Linux 内核注册spi_master。
spi_master 申请与释放
spi_alloc_master 函数用于申请 spi_master函数原型如下
struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *dev, unsigned size)
函数参数和返回值含义如下 dev设备一般是 platform_device 中的 dev 成员变量。 size 私有数据大小可以通过 spi_master_get_devdata 函数获取到这些私有数据。 返回值 申请到的 spi_master。 spi_master 的释放通过 spi_master_put 函数来完成当我们删除一个 SPI 主机驱动的时候就需要释放掉前面申请的 spi_master spi_master_put 函数原型如下
void spi_master_put(struct spi_master *master)
函数参数和返回值含义如下 master要释放的 spi_master。 返回值 无。
spi_master 的注册与注销
当 spi_master 初始化完成以后就需要将其注册到 Linux 内核 spi_master 注册函数为 spi_register_master函数原型如下
int spi_register_master(struct spi_master *master)
函数参数和返回值含义如下 master要注册的 spi_master。 返回值 0成功负值失败。 I.MX6U 的 SPI 主机驱动会采用 spi_bitbang_start 这个 API 函数来完成 spi_master 的注册spi_bitbang_start 函数内部其实也是通过调用 spi_register_master 函数来完成 spi_master 的注册。 如果要注销 spi_master 的话可以使用 spi_unregister_master 函数此函数原型为
void spi_unregister_master(struct spi_master *master)
函数参数和返回值含义如下 master要注销的 spi_master。 返回值 无。 如果使用 spi_bitbang_start 注册 spi_master 的话就要使用 spi_bitbang_stop 来注销掉spi_master。
SPI 设备驱动
spi 设备驱动也和 i2c 设备驱动也很类似 Linux 内核使用 spi_driver 结构体来表示 spi 设备驱动我们在编写 SPI 设备驱动的时候需要实现 spi_driver。 spi_driver 结构体定义在 include/linux/spi/spi.h 文件中结构体内容如下
180 struct spi_driver {
181 const struct spi_device_id *id_table;
182 int (*probe)(struct spi_device *spi);
183 int (*remove)(struct spi_device *spi);
184 void (*shutdown)(struct spi_device *spi);
185 struct device_driver driver;
186 };
可以看出 spi_driver 和 i2c_driver、 platform_driver 基本一样当 SPI 设备和驱动匹配成功以后 probe 函数就会执行。同样的 spi_driver 初始化完成以后需要向 Linux 内核注册 spi_driver 注册函数为spi_register_driver函数原型如下
int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)
函数参数和返回值含义如下 sdrv 要注册的 spi_driver。 返回值 0注册成功赋值注册失败。 注销 SPI 设备驱动以后也需要注销掉前面注册的 spi_driver使用 spi_unregister_driver 函数完成 spi_driver 的注销函数原型如下
void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)
函数参数和返回值含义如下 sdrv 要注销的 spi_driver。 返回值 无。 spi_driver 注册示例程序如下
1 /* probe 函数 */
2 static int xxx_probe(struct spi_device *spi)
3 {
4 /* 具体函数内容 */
5 return 0;
6 }
7 8
/* remove 函数 */
9 static int xxx_remove(struct spi_device *spi)
10 {
11 /* 具体函数内容 */
12 return 0;
13 }
14 /* 传统匹配方式 ID 列表 */
15 static const struct spi_device_id xxx_id[] {
16 {xxx, 0},
17 {}
18 };
19
20 /* 设备树匹配列表 */
21 static const struct of_device_id xxx_of_match[] {
22 { .compatible xxx },
23 { /* Sentinel */ }
24 };
25
26 /* SPI 驱动结构体 */
27 static struct spi_driver xxx_driver {
28 .probe xxx_probe,
29 .remove xxx_remove,
30 .driver {
31 .owner THIS_MODULE,
32 .name xxx,
33 .of_match_table xxx_of_match,
34 },
35 .id_table xxx_id,
36 };
37
38 /* 驱动入口函数 */
39 static int __init xxx_init(void)
40 {
41 return spi_register_driver(xxx_driver);
42 }
43
44 /* 驱动出口函数 */
45 static void __exit xxx_exit(void)
46 {
47 spi_unregister_driver(xxx_driver);
48 }
49
50 module_init(xxx_init);
51 module_exit(xxx_exit);
第 1~36 行 spi_driver 结构体需要 SPI 设备驱动人员编写包括匹配表、 probe 函数等。和 i2c_driver、 platform_driver 一样就不详细讲解了。 第 39~42 行在驱动入口函数中调用 spi_register_driver 来注册 spi_driver。 第 45~48 行在驱动出口函数中调用 spi_unregister_driver 来注销 spi_driver。
SPI 设备和驱动匹配过程
SPI 设备和驱动的匹配过程是由 SPI 总线来完成的这点和 platform、 I2C 等驱动一样 SPI总线为 spi_bus_type定义在 drivers/spi/spi.c 文件中内容如下
131 struct bus_type spi_bus_type {
132 .name spi,
133 .dev_groups spi_dev_groups,
134 .match spi_match_device,
135 .uevent spi_uevent,
136 };
可以看出 SPI 设备和驱动的匹配函数为 spi_match_device函数内容如下
99 static int spi_match_device(struct device *dev, struct device_driver *drv)
100 {
101 const struct spi_device *spi to_spi_device(dev);
102 const struct spi_driver *sdrv to_spi_driver(drv);
103
104 /* Attempt an OF style match */
105 if (of_driver_match_device(dev, drv))
106 return 1;
107
108 /* Then try ACPI */
109 if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
110 return 1;
111
112 if (sdrv-id_table)
113 return !!spi_match_id(sdrv-id_table, spi);
114
115 return strcmp(spi-modalias, drv-name) 0;
116 }
spi_match_device 函数和 i2c_match_device 函数的对于设备和驱动的匹配过程基本一样。 第 105 行 of_driver_match_device 函数用于完成设备树设备和驱动匹配。比较 SPI 设备节点的 compatible 属性和 of_device_id 中的 compatible 属性是否相等如果相当的话就表示 SPI 设 备和驱动匹配。 第 109 行 acpi_driver_match_device 函数用于 ACPI 形式的匹配。 第 113 行 spi_match_id 函数用于传统的、无设备树的 SPI 设备和驱动匹配过程。比较 SPI设备名字和 spi_device_id 的 name 字段是否相等相等的话就说明 SPI 设备和驱动匹配。 第 115 行比较 spi_device 中 modalias 成员变量和 device_driver 中的 name 成员变量是否相等。
SPI 主机驱动分析
和 I2C 的适配器驱动一样 SPI 主机驱动一般都由 SOC 厂商编写好了打开 imx6ull.dtsi文件找到如下所示内容
1 ecspi3: ecspi02010000 {
2 #address-cells 1;
3 #size-cells 0;
4 compatible fsl,imx6ul-ecspi, fsl,imx51-ecspi;
5 reg 0x02010000 0x4000;
6 interrupts GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH;
7 clocks clks IMX6UL_CLK_ECSPI3,
8 clks IMX6UL_CLK_ECSPI3;
9 clock-names ipg, per;
10 dmas sdma 7 7 1, sdma 8 7 2;
11 dma-names rx, tx;
12 status disabled;
13 };
重点来看一下第 4 行的 compatible 属性值 compatible 属性有两个值“fsl,imx6ul-ecspi”和“fsl,imx51-ecspi”在 Linux 内核源码中搜素这两个属性值即可找到 I.MX6U 对应的 ECSPI(SPI)主机驱动。 I.MX6U 的 ECSPI 主机驱动文件为 drivers/spi/spi-imx.c在此文件中找到如下内容
694 static struct platform_device_id spi_imx_devtype[] {
695 {
696 .name imx1-cspi,
697 .driver_data (kernel_ulong_t) imx1_cspi_devtype_data,
698 }, {
699 .name imx21-cspi,
700 .driver_data (kernel_ulong_t) imx21_cspi_devtype_data,
......
713 }, {
714 .name imx6ul-ecspi,
715 .driver_data (kernel_ulong_t) imx6ul_ecspi_devtype_data,
716 }, {
717 /* sentinel */
718 }
719 };
720
721 static const struct of_device_id spi_imx_dt_ids[] {
722 { .compatible fsl,imx1-cspi, .data imx1_cspi_devtype_data, },
......
728 { .compatible fsl,imx6ul-ecspi, .data imx6ul_ecspi_devtype_data, },
729 { /* sentinel */ }
730 };
731 MODULE_DEVICE_TABLE(of, spi_imx_dt_ids);
......
1338 static struct platform_driver spi_imx_driver {
1339 .driver {
1340 .name DRIVER_NAME,
1341 .of_match_table spi_imx_dt_ids,
1342 .pm IMX_SPI_PM,
1343 },
1344 .id_table spi_imx_devtype,
1345 .probe spi_imx_probe,
1346 .remove spi_imx_remove,
1347 };
1348 module_platform_driver(spi_imx_driver);
第 714 行 spi_imx_devtype 为 SPI 无设备树匹配表。 第 721 行 spi_imx_dt_ids 为 SPI 设备树匹配表。 第 728 行“fsl,imx6ul-ecspi”匹配项因此可知 I.MX6U 的 ECSPI 驱动就是 spi-imx.c 这个文件。 第 1338~1347 行 platform_driver 驱动框架和 I2C 的适配器驱动一样 SPI 主机驱动器采用了 platfom 驱动框架。当设备和驱动匹配成功以后 spi_imx_probe 函数就会执行。 spi_imx_probe 函数会从设备树中读取相应的节点属性值申请并初始化 spi_master最后调用 spi_bitbang_start 函数(spi_bitbang_start 会调用 spi_register_master 函数)向 Linux 内核注册 spi_master。 对于 I.MX6U 来讲 SPI 主机的最终数据收发函数为 spi_imx_transfer此函数通过如下层层调用最终实现 SPI 数据发送
spi_imx_transfer
- spi_imx_pio_transfer
- spi_imx_push
- spi_imx-tx
spi_imx 是个 spi_imx_data 类型的机构指针变量其中 tx 和 rx 这两个成员变量分别为 SPI数据发送和接收函数。 I.MX6U SPI 主机驱动会维护一个 spi_imx_data 类型的变量 spi_imx并 且使用 spi_imx_setupxfer 函数来设置 spi_imx 的 tx 和 rx 函数。根据要发送的数据数据位宽的不同分别有 8 位、 16 位和 32 位的发送函数如下所示
spi_imx_buf_tx_u8
spi_imx_buf_tx_u16
spi_imx_buf_tx_u32
同理也有 8 位、 16 位和 32 位的数据接收函数如下所示
spi_imx_buf_rx_u8
spi_imx_buf_rx_u16
spi_imx_buf_rx_u32
我们就以 spi_imx_buf_tx_u8 这个函数为例看看一个数据发送是怎么完成的在spi-imx.c 文件中找到如下所示内容
152 #define MXC_SPI_BUF_TX(type) \
153 static void spi_imx_buf_tx_##type(struct spi_imx_data *spi_imx) \
154 { \
155 type val 0; \
156 \
157 if (spi_imx-tx_buf) { \
158 val *(type *)spi_imx-tx_buf; \
159 spi_imx-tx_buf sizeof(type); \
160 } \
161 \
162 spi_imx-count - sizeof(type); \
163 \
164 writel(val, spi_imx-base MXC_CSPITXDATA); \
165 }
166
167 MXC_SPI_BUF_RX(u8)
168 MXC_SPI_BUF_TX(u8)
从上述代码可以看出 spi_imx_buf_tx_u8 函数是通过 MXC_SPI_BUF_TX 宏来实现的。第 164 行就是将要发送的数据值写入到 ECSPI 的 TXDATA 寄存器里面去这和我们 SPI 裸机实验的方法一样。将第 168 行的 MXC_SPI_BUF_TX(u8)展开就是 spi_imx_buf_tx_u8 函数。其他的 tx 和 rx 函数都是这样实现的这里就不做介绍了。关于 I.MX6U 的主机驱动程序就讲解到这里基本套路和 I2C 的适配器驱动程序类似。
SPI 设备驱动编写流程
SPI 设备信息描述
采用设备树的情况下 SPI 设备信息描述就通过创建相应的设备子节点来完成我们可以打开 imx6qdl-sabresd.dtsi 这个设备树头文件在此文件里面找到如下所示内容
308 ecspi1 {
309 fsl,spi-num-chipselects 1;
310 cs-gpios gpio4 9 0;
311 pinctrl-names default;
312 pinctrl-0 pinctrl_ecspi1;
313 status okay;
314
315 flash: m25p800 {
316 #address-cells 1;
317 #size-cells 1;
318 compatible st,m25p32;
319 spi-max-frequency 20000000;
320 reg 0;
321 };
322 };
示例代码是 I.MX6Q 的一款板子上的一个 SPI 设备节点在这个板子的 ECSPI 接口上接了一个 m25p80这是一个 SPI 接口的设备。 第 309 行设置“fsl,spi-num-chipselects”属性为 1表示只有一个设备。 第 310 行设置“cs-gpios”属性也就是片选信号为 GPIO4_IO09。 第 311 行设置“pinctrl-names”属性也就是 SPI 设备所使用的 IO 名字。 第 312 行设置“pinctrl-0”属性也就是所使用的 IO 对应的 pinctrl 节点。 第 313 行将 ecspi1 节点的“status”属性改为“okay”。 第 315~320 行 ecspi1 下的 m25p80 设备信息每一个 SPI 设备都采用一个子节点来描述其设备信息。第 315 行的“m25p800”后面的“0”表示 m25p80 的接到了 ECSPI 的通道 0上。这个要根据自己的具体硬件来设置。 第 318 行 SPI 设备的 compatible 属性值用于匹配设备驱动。 第 319 行“spi-max-frequency”属性设置 SPI 控制器的最高频率这个要根据所使用的SPI 设备来设置比如在这里将 SPI 控制器最高频率设置为 20MHz。 第 320 行 reg 属性设置 m25p80 这个设备所使用的 ECSPI 通道和“m25p800”后面的“0”一样。
SPI 设备数据收发处理流程
SPI 设备驱动的核心是 spi_driver当我们向 Linux 内核注册成功 spi_driver 以后就可以使用 SPI 核心层提供的 API 函数来对设备进行读写操作了。 首先是 spi_transfer 结构体此结构体用于描述 SPI 传输信息结构体内容如下
603 struct spi_transfer {
604 /* its ok if tx_buf rx_buf (right?)
605 * for MicroWire, one buffer must be null
606 * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
607 * spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
608 */
609 const void *tx_buf;
610 void *rx_buf;
611 unsigned len;
612
613 dma_addr_t tx_dma;
614 dma_addr_t rx_dma;
615 struct sg_table tx_sg;
616 struct sg_table rx_sg;
617
618 unsigned cs_change:1;
619 unsigned tx_nbits:3;
620 unsigned rx_nbits:3;
621 #define SPI_NBITS_SINGLE 0x01 /* 1bit transfer */
622 #define SPI_NBITS_DUAL 0x02 /* 2bits transfer */
623 #define SPI_NBITS_QUAD 0x04 /* 4bits transfer */
624 u8 bits_per_word;
625 u16 delay_usecs;
626 u32 speed_hz;
627
628 struct list_head transfer_list;
629 };
第 609 行 tx_buf 保存着要发送的数据。 第 610 行 rx_buf 用于保存接收到的数据。 第 611 行 len 是要进行传输的数据长度 SPI 是全双工通信因此在一次通信中发送和接收的字节数都是一样的所以 spi_transfer 中也就没有发送长度和接收长度之分。 spi_transfer 需要组织成 spi_message spi_message 也是一个结构体内容如下
660 struct spi_message {
661 struct list_head transfers;
662
663 struct spi_device *spi;
664
665 unsigned is_dma_mapped:1;
......
678 /* completion is reported through a callback */
679 void (*complete)(void *context);
680 void *context;
681 unsigned frame_length;
682 unsigned actual_length;
683 int status;
684
685 /* for optional use by whatever driver currently owns the
686 * spi_message ... between calls to spi_async and then later
687 * complete(), thats the spi_master controller driver.
688 */
689 struct list_head queue;
690 void *state;
691 };
在使用spi_message之前需要对其进行初始化 spi_message初始化函数为spi_message_init函数原型如下
void spi_message_init(struct spi_message *m)
函数参数和返回值含义如下 m 要初始化的 spi_message。 返回值 无。 spi_message 初始化完成以后需要将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列中这里我们要用到 spi_message_add_tail 函数此函数原型如下
void spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)
函数参数和返回值含义如下 t 要添加到队列中的 spi_transfer。 m spi_transfer 要加入的 spi_message。 返回值 无。 spi_message 准备好以后既可以进行数据传输了数据传输分为同步传输和异步传输同步传输会阻塞的等待 SPI 数据传输完成同步传输函数为 spi_sync函数原型如下
int spi_sync(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
函数参数和返回值含义如下 spi 要进行数据传输的 spi_device。 message要传输的 spi_message。 返回值 无。 异步传输不会阻塞的等到 SPI 数据传输完成异步传输需要设置 spi_message 中的 complete成员变量 complete 是一个回调函数当 SPI 异步传输完成以后此函数就会被调用。 SPI 异步传 输函数为 spi_async函数原型如下
int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)
函数参数和返回值含义如下 spi 要进行数据传输的 spi_device。 message要传输的 spi_message。 返回值 无。 在本章实验中我们采用同步传输方式来完成 SPI 数据的传输工作也就是 spi_sync 函数。 综上所述 SPI 数据传输步骤如下 ①、申请并初始化 spi_transfer设置 spi_transfer 的 tx_buf 成员变量 tx_buf 为要发送的数据。然后设置 rx_buf 成员变量 rx_buf 保存着接收到的数据。最后设置 len 成员变量也就是 要进行数据通信的长度。 ②、使用 spi_message_init 函数初始化 spi_message。 ③、使用spi_message_add_tail函数将前面设置好的spi_transfer添加到spi_message队列中。 ④、使用 spi_sync 函数完成 SPI 数据同步传输。 通过 SPI 进行 n 个字节的数据发送和接收的示例代码如下所示
/* SPI 多字节发送 */
static int spi_send(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{int ret;struct spi_message m;struct spi_transfer t {.tx_buf buf,.len len,};spi_message_init(m); /* 初始化 spi_message */spi_message_add_tail(t, m);/* 将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列 */ret spi_sync(spi, m); /* 同步传输 */return ret;
}/* SPI 多字节接收 */
static int spi_receive(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{int ret;struct spi_message m;struct spi_transfer t {.rx_buf buf,.len len,};spi_message_init(m); /* 初始化 spi_message */spi_message_add_tail(t, m);/* 将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列 */ret spi_sync(spi, m); /* 同步传输 */return ret;
}
实验
设备树
在 imx6ull-alientek-emmc.dts 文件中加入如下所示内容
1 ecspi3 {
2 fsl,spi-num-chipselects 1;
3 cs-gpios gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW;
4 pinctrl-names default;
5 pinctrl-0 pinctrl_ecspi3;
6 status okay;
7
8 spidev: icm206080 {
9 compatible alientek,icm20608;
10 spi-max-frequency 8000000;
11 reg 0;
12 };
13 };
驱动
#include linux/types.h
#include linux/kernel.h
#include linux/delay.h
#include linux/ide.h
#include linux/init.h
#include linux/module.h
#include linux/errno.h
#include linux/gpio.h
#include linux/cdev.h
#include linux/device.h
#include linux/of_gpio.h
#include linux/semaphore.h
#include linux/timer.h
#include linux/i2c.h
#include linux/spi/spi.h
#include linux/of.h
#include linux/of_address.h
#include linux/of_gpio.h
#include linux/platform_device.h
#include asm/mach/map.h
#include asm/uaccess.h
#include asm/io.h
#include icm20608reg.h#define ICM20608_CNT 1
#define ICM20608_NAME icm20608struct icm20608_dev {dev_t devid; /* 设备号 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 类 */struct device *device; /* 设备 */struct device_node *nd; /* 设备节点 */int major; /* 主设备号 */void *private_data; /* 私有数据 */signed int gyro_x_adc; /* 陀螺仪X轴原始值 */signed int gyro_y_adc; /* 陀螺仪Y轴原始值 */signed int gyro_z_adc; /* 陀螺仪Z轴原始值 */signed int accel_x_adc; /* 加速度计X轴原始值 */signed int accel_y_adc; /* 加速度计Y轴原始值 */signed int accel_z_adc; /* 加速度计Z轴原始值 */signed int temp_adc; /* 温度原始值 */
};static struct icm20608_dev icm20608dev;/** description : 从icm20608读取多个寄存器数据* param - dev: icm20608设备* param - reg: 要读取的寄存器首地址* param - val: 读取到的数据* param - len: 要读取的数据长度* return : 操作结果*/
static int icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, void *buf, int len)
{int ret -1;unsigned char txdata[1];unsigned char * rxdata;struct spi_message m;struct spi_transfer *t;struct spi_device *spi (struct spi_device *)dev-private_data;t kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL); /* 申请内存 */if(!t) {return -ENOMEM;}rxdata kzalloc(sizeof(char) * len, GFP_KERNEL); /* 申请内存 */if(!rxdata) {goto out1;}/* 一共发送len1个字节的数据第一个字节为寄存器首地址一共要读取len个字节长度的数据*/txdata[0] reg | 0x80; /* 写数据的时候首寄存器地址bit8要置1 */ t-tx_buf txdata; /* 要发送的数据 */t-rx_buf rxdata; /* 要读取的数据 */t-len len1; /* t-len发送的长度读取的长度 */spi_message_init(m); /* 初始化spi_message */spi_message_add_tail(t, m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */ret spi_sync(spi, m); /* 同步发送 */if(ret) {goto out2;}memcpy(buf , rxdata1, len); /* 只需要读取的数据 */out2:kfree(rxdata); /* 释放内存 */
out1: kfree(t); /* 释放内存 */return ret;
}/** description : 向icm20608多个寄存器写入数据* param - dev: icm20608设备* param - reg: 要写入的寄存器首地址* param - val: 要写入的数据缓冲区* param - len: 要写入的数据长度* return : 操作结果*/
static s32 icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, u8 len)
{int ret -1;unsigned char *txdata;struct spi_message m;struct spi_transfer *t;struct spi_device *spi (struct spi_device *)dev-private_data;t kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL); /* 申请内存 */if(!t) {return -ENOMEM;}txdata kzalloc(sizeof(char)len, GFP_KERNEL);if(!txdata) {goto out1;}/* 一共发送len1个字节的数据第一个字节为寄存器首地址len为要写入的寄存器的集合*/*txdata reg ~0x80; /* 写数据的时候首寄存器地址bit8要清零 */memcpy(txdata1, buf, len); /* 把len个寄存器拷贝到txdata里等待发送 */t-tx_buf txdata; /* 要发送的数据 */t-len len1; /* t-len发送的长度读取的长度 */spi_message_init(m); /* 初始化spi_message */spi_message_add_tail(t, m);/* 将spi_transfer添加到spi_message队列 */ret spi_sync(spi, m); /* 同步发送 */if(ret) {goto out2;}out2:kfree(txdata); /* 释放内存 */
out1:kfree(t); /* 释放内存 */return ret;
}/** description : 读取icm20608指定寄存器值读取一个寄存器* param - dev: icm20608设备* param - reg: 要读取的寄存器* return : 读取到的寄存器值*/
static unsigned char icm20608_read_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg)
{u8 data 0;icm20608_read_regs(dev, reg, data, 1);return data;
}/** description : 向icm20608指定寄存器写入指定的值写一个寄存器* param - dev: icm20608设备* param - reg: 要写的寄存器* param - data: 要写入的值* return : 无*/ static void icm20608_write_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 value)
{u8 buf value;icm20608_write_regs(dev, reg, buf, 1);
}/** description : 读取ICM20608的数据读取原始数据包括三轴陀螺仪、* : 三轴加速度计和内部温度。* param - dev : ICM20608设备* return : 无。*/
void icm20608_readdata(struct icm20608_dev *dev)
{unsigned char data[14] { 0 };icm20608_read_regs(dev, ICM20_ACCEL_XOUT_H, data, 14);dev-accel_x_adc (signed short)((data[0] 8) | data[1]); dev-accel_y_adc (signed short)((data[2] 8) | data[3]); dev-accel_z_adc (signed short)((data[4] 8) | data[5]); dev-temp_adc (signed short)((data[6] 8) | data[7]); dev-gyro_x_adc (signed short)((data[8] 8) | data[9]); dev-gyro_y_adc (signed short)((data[10] 8) | data[11]);dev-gyro_z_adc (signed short)((data[12] 8) | data[13]);
}/** description : 打开设备* param - inode : 传递给驱动的inode* param - filp : 设备文件file结构体有个叫做pr似有ate_data的成员变量* 一般在open的时候将private_data似有向设备结构体。* return : 0 成功;其他 失败*/
static int icm20608_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{filp-private_data icm20608dev; /* 设置私有数据 */return 0;
}/** description : 从设备读取数据 * param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符)* param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区* param - cnt : 要读取的数据长度* param - offt : 相对于文件首地址的偏移* return : 读取的字节数如果为负值表示读取失败*/
static ssize_t icm20608_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *off)
{signed int data[7];long err 0;struct icm20608_dev *dev (struct icm20608_dev *)filp-private_data;icm20608_readdata(dev);data[0] dev-gyro_x_adc;data[1] dev-gyro_y_adc;data[2] dev-gyro_z_adc;data[3] dev-accel_x_adc;data[4] dev-accel_y_adc;data[5] dev-accel_z_adc;data[6] dev-temp_adc;err copy_to_user(buf, data, sizeof(data));return 0;
}/** description : 关闭/释放设备* param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)* return : 0 成功;其他 失败*/
static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{return 0;
}/* icm20608操作函数 */
static const struct file_operations icm20608_ops {.owner THIS_MODULE,.open icm20608_open,.read icm20608_read,.release icm20608_release,
};/** ICM20608内部寄存器初始化函数 * param : 无* return : 无*/
void icm20608_reginit(void)
{u8 value 0;icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x80);mdelay(50);icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x01);mdelay(50);value icm20608_read_onereg(icm20608dev, ICM20_WHO_AM_I);printk(ICM20608 ID %#X\r\n, value); icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_SMPLRT_DIV, 0x00); /* 输出速率是内部采样率 */icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_GYRO_CONFIG, 0x18); /* 陀螺仪±2000dps量程 */icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG, 0x18); /* 加速度计±16G量程 */icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_CONFIG, 0x04); /* 陀螺仪低通滤波BW20Hz */icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG2, 0x04); /* 加速度计低通滤波BW21.2Hz */icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_2, 0x00); /* 打开加速度计和陀螺仪所有轴 */icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_LP_MODE_CFG, 0x00); /* 关闭低功耗 */icm20608_write_onereg(icm20608dev, ICM20_FIFO_EN, 0x00); /* 关闭FIFO */
}/** description : spi驱动的probe函数当驱动与* 设备匹配以后此函数就会执行* param - client : i2c设备* param - id : i2c设备ID* */
static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
{/* 1、构建设备号 */if (icm20608dev.major) {icm20608dev.devid MKDEV(icm20608dev.major, 0);register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);} else {alloc_chrdev_region(icm20608dev.devid, 0, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);icm20608dev.major MAJOR(icm20608dev.devid);}/* 2、注册设备 */cdev_init(icm20608dev.cdev, icm20608_ops);cdev_add(icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);/* 3、创建类 */icm20608dev.class class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);if (IS_ERR(icm20608dev.class)) {return PTR_ERR(icm20608dev.class);}/* 4、创建设备 */icm20608dev.device device_create(icm20608dev.class, NULL, icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);if (IS_ERR(icm20608dev.device)) {return PTR_ERR(icm20608dev.device);}/*初始化spi_device */spi-mode SPI_MODE_0; /*MODE0CPOL0CPHA0*/spi_setup(spi);icm20608dev.private_data spi; /* 设置私有数据 *//* 初始化ICM20608内部寄存器 */icm20608_reginit(); return 0;
}/** description : i2c驱动的remove函数移除i2c驱动的时候此函数会执行* param - client : i2c设备* return : 0成功;其他负值,失败*/
static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{/* 删除设备 */cdev_del(icm20608dev.cdev);unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);/* 注销掉类和设备 */device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);class_destroy(icm20608dev.class);return 0;
}/* 传统匹配方式ID列表 */
static const struct spi_device_id icm20608_id[] {{alientek,icm20608, 0}, {}
};/* 设备树匹配列表 */
static const struct of_device_id icm20608_of_match[] {{ .compatible alientek,icm20608 },{ /* Sentinel */ }
};/* SPI驱动结构体 */
static struct spi_driver icm20608_driver {.probe icm20608_probe,.remove icm20608_remove,.driver {.owner THIS_MODULE,.name icm20608,.of_match_table icm20608_of_match, },.id_table icm20608_id,
};/** description : 驱动入口函数* param : 无* return : 无*/
static int __init icm20608_init(void)
{return spi_register_driver(icm20608_driver);
}/** description : 驱动出口函数* param : 无* return : 无*/
static void __exit icm20608_exit(void)
{spi_unregister_driver(icm20608_driver);
}module_init(icm20608_init);
module_exit(icm20608_exit);
MODULE_LICENSE(GPL);
MODULE_AUTHOR(xxx);
应用
#include stdio.h
#include unistd.h
#include sys/types.h
#include sys/stat.h
#include sys/ioctl.h
#include fcntl.h
#include stdlib.h
#include string.h
#include poll.h
#include sys/select.h
#include sys/time.h
#include signal.h
#include fcntl.h/** description : main主程序* param - argc : argv数组元素个数* param - argv : 具体参数* return : 0 成功;其他 失败*/
int main(int argc, char *argv[])
{int fd;char *filename;signed int databuf[7];unsigned char data[14];signed int gyro_x_adc, gyro_y_adc, gyro_z_adc;signed int accel_x_adc, accel_y_adc, accel_z_adc;signed int temp_adc;float gyro_x_act, gyro_y_act, gyro_z_act;float accel_x_act, accel_y_act, accel_z_act;float temp_act;int ret 0;if (argc ! 2) {printf(Error Usage!\r\n);return -1;}filename argv[1];fd open(filename, O_RDWR);if(fd 0) {printf(cant open file %s\r\n, filename);return -1;}while (1) {ret read(fd, databuf, sizeof(databuf));if(ret 0) { /* 数据读取成功 */gyro_x_adc databuf[0];gyro_y_adc databuf[1];gyro_z_adc databuf[2];accel_x_adc databuf[3];accel_y_adc databuf[4];accel_z_adc databuf[5];temp_adc databuf[6];/* 计算实际值 */gyro_x_act (float)(gyro_x_adc) / 16.4;gyro_y_act (float)(gyro_y_adc) / 16.4;gyro_z_act (float)(gyro_z_adc) / 16.4;accel_x_act (float)(accel_x_adc) / 2048;accel_y_act (float)(accel_y_adc) / 2048;accel_z_act (float)(accel_z_adc) / 2048;temp_act ((float)(temp_adc) - 25 ) / 326.8 25;printf(\r\n原始值:\r\n);printf(gx %d, gy %d, gz %d\r\n, gyro_x_adc, gyro_y_adc, gyro_z_adc);printf(ax %d, ay %d, az %d\r\n, accel_x_adc, accel_y_adc, accel_z_adc);printf(temp %d\r\n, temp_adc);printf(实际值:);printf(act gx %.2f°/S, act gy %.2f°/S, act gz %.2f°/S\r\n, gyro_x_act, gyro_y_act, gyro_z_act);printf(act ax %.2fg, act ay %.2fg, act az %.2fg\r\n, accel_x_act, accel_y_act, accel_z_act);printf(act temp %.2f°C\r\n, temp_act);}usleep(100000); /*100ms */}close(fd); /* 关闭文件 */ return 0;
}
