Linux驅動中如何使用SPI

在Linux驅動中使用SPI（Serial Peripheral Interface）需要遵循以下步驟：

1. 硬件準備

• SPI控制器：確保你的硬件平臺上有SPI控制器。
• SPI設備：連接好SPI設備，如傳感器、存儲器等。

2. 配置內核

• 啟用SPI支持： 在內核配置文件（通常是.config）中啟用SPI子系統：

  CONFIG_SPI=y
  CONFIG_SPI_MASTER=y
  CONFIG_SPI_SLAVE=y
  CONFIG_SPI_BIT_ORDER=msb
  CONFIG_SPI_MODE=0
  

3. 編寫驅動程序

3.1 定義SPI設備結構體

#include <linux/spi/spidev.h>

struct my_spi_device {
    struct spi_device *spi;
    // 其他私有數據
};

3.2 初始化SPI設備

static int my_spi_probe(struct spi_device *spi)
{
    struct my_spi_device *dev;
    int ret;

    dev = devm_kzalloc(&spi->dev, sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
    if (!dev)
        return -ENOMEM;

    dev->spi = spi;
    spi_set_drvdata(spi, dev);

    // 初始化SPI設備
    ret = spi_setup(spi);
    if (ret < 0) {
        dev_err(&spi->dev, "Failed to setup SPI: %d\n", ret);
        return ret;
    }

    // 其他初始化代碼

    return 0;
}

3.3 注冊SPI設備驅動

static const struct spi_device_id my_spi_id[] = {
    { "my_spi_device", 0 },
    { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(spi, my_spi_id);

static struct spi_driver my_spi_driver = {
    .driver = {
        .name = "my_spi_device",
        .owner = THIS_MODULE,
    },
    .probe = my_spi_probe,
    .id_table = my_spi_id,
};

3.4 注冊驅動

module_spi_driver(my_spi_driver);

4. 使用SPI設備

在驅動程序中，你可以使用spi_transfer函數來發送和接收數據。

4.1 發送數據

static int my_spi_transfer(struct spi_device *spi, const void *tx_buf, void *rx_buf, size_t len)
{
    struct spi_transfer tr = {
        .tx_buf = tx_buf,
        .rx_buf = rx_buf,
        .len = len,
    };

    return spi_sync_transfer(spi, &tr, 1);
}

4.2 接收數據

static int my_spi_receive(struct spi_device *spi, void *rx_buf, size_t len)
{
    return my_spi_transfer(spi, NULL, rx_buf, len);
}

5. 編譯和加載驅動

• 編譯驅動：

  make -C /lib/modules/$(uname -r)/build M=$(PWD) modules
  

• 加載驅動：

  sudo insmod my_spi_driver.ko
  

• 查看設備節點：

  ls /dev/spidev*
  

6. 測試驅動

編寫用戶空間程序來測試SPI通信。

6.1 打開設備文件

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/spidev0.0", O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("Failed to open SPI device");
        return 1;
    }
    // 其他操作
    close(fd);
    return 0;
}

6.2 發送和接收數據

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main() {
    int fd = open("/dev/spidev0.0", O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        perror("Failed to open SPI device");
        return 1;
    }

    char tx_buf[] = {0x01, 0x02, 0x03};
    char rx_buf[3];

    int ret = write(fd, tx_buf, sizeof(tx_buf));
    if (ret < 0) {
        perror("Failed to write to SPI device");
        close(fd);
        return 1;
    }

    ret = read(fd, rx_buf, sizeof(rx_buf));
    if (ret < 0) {
        perror("Failed to read from SPI device");
        close(fd);
        return 1;
    }

    printf("Received: ");
    for (int i = 0; i < ret; i++) {
        printf("%02X ", rx_buf[i]);
    }
    printf("\n");

    close(fd);
    return 0;
}

通過以上步驟，你可以在Linux驅動中使用SPI接口與外部設備進行通信。