Linux驱动中如何使用SPI - 问答

在Linux驱动中使用SPI（Serial Peripheral Interface）需要遵循以下步骤：

1. 硬件准备

SPI控制器：确保你的硬件平台上有SPI控制器。
SPI设备：连接好SPI设备，如传感器、存储器等。

2. 配置内核

启用SPI支持：在内核配置文件（通常是.config）中启用SPI子系统：

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

3. 编写驱动程序

3.1 定义SPI设备结构体

#include <linux/spi/spidev.h>

struct my_spi_device {
    struct spi_device *spi;
    // 其他私有数据
};

3.2 初始化SPI设备

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

    // 其他初始化代码

    return 0;
}

3.3 注册SPI设备驱动

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 注册驱动

module_spi_driver(my_spi_driver);

4. 使用SPI设备

在驱动程序中，你可以使用spi_transfer函数来发送和接收数据。

4.1 发送数据

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 接收数据

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. 编译和加载驱动

编译驱动：

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

加载驱动：
```
sudo insmod my_spi_driver.ko
```
查看设备节点：
```
ls /dev/spidev*
```

6. 测试驱动

编写用户空间程序来测试SPI通信。

6.1 打开设备文件

#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 发送和接收数据

#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;
}

通过以上步骤，你可以在Linux驱动中使用SPI接口与外部设备进行通信。

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