如何使用linux內核提供SPI設備驅動Spidev

本文以Beaglebone版子為例，linux 4.19.142
系統移植請參閱 beaglebone black wireless開發板系統移植

Spidev驅動代碼移植

1. 檢查kernal是否有build spidev驅動

進入beaglebone版子kernal目錄
cd bb-kernal/KERNAL

選擇spidev驅動
make menuconfig

    Device Drivers -> 

            <*>SPI support ->

                <*>User mode SPI device driver support
                or
                <M>User mode SPI device driver support

目前beaglebone使用的spi driver是選用module方式，為了節省時間而選擇不重新編譯

2. 修改device tree

進入bb-kernal/KERNAL
修改arch/arm/boot/dts/am335x-boneblack-wireless.dts文件

在&am33xx_pinmux裡增加SPI腳位定義
注意：底下四個SPI使用的PIN必須設定為INPUT，否則SPI不會正常動作！！！

spi0_pins_default: spi0_pins_default {
        pinctrl-single,pins = <
            AM33XX_PADCONF(AM335X_PIN_SPI0_CS0,	PIN_INPUT_PULLUP, MUX_MODE0)      /* SPI0_CS0 */
            AM33XX_PADCONF(AM335X_PIN_SPI0_D1, PIN_INPUT_PULLUP, MUX_MODE0)      /* SPI0_D1 */
            AM33XX_PADCONF(AM335X_PIN_SPI0_D0, PIN_INPUT_PULLUP, MUX_MODE0)      /* SPI0_D0 */
            AM33XX_PADCONF(AM335X_PIN_SPI0_SCLK, PIN_INPUT_PULLUP, MUX_MODE0)      /* SPI0_SCLK */
        >;
    };

以及定義spi相關設定，並引用上面定義的spi0_pins_default腳位定義
compatible需設定為"spidev"，與spidev.c裡定義的相同

&spi0 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&spi0_pins_default>;

    spidev0: spi@0 {
        compatible = "spidev";
        reg = <0>; /*CS0*/
        spi-max-frequency = <40000000>;
    };
};

建立新的設備樹
make dtbs

將新建立好的設備樹am335x-boneblack-wireless.dts複製到beaglebone上

beaglebone版子安裝spidev driver

將前面製作好的am335x-boneblack-wireless.dts複製到beaglebone開機會載入設備樹的位置，例如：/boot/dtbs/4.19.142-bone56/

因選用module(M)模式，故若要使用每次開機皆須安裝
insmod /lib/modules/4.19.142-bone56/kernel/drivers/spi/spidev.ko
反之，若有選用y則不必安裝module

檢查是否成功載入spidev driver
ls /dev/spidev*.* =>若有此目錄表示驅動與設備配對成功

Spidev驅動說明可以參見Kernal裡的Documentation\spi\spidev
而關於spi子系統完整說明請參考Kernal裡的Documentation\spi\spi-summary

APP應用程序要如何使用呢？

可以參考linux內核裡tools/spi/spidev_test.c提供的範例，調用open/ioctrl/read/write/close等API函數進行SPI測試驗證

這裡簡單描述一下各個API的主要功能

• open：開啟設備
• ioctrl：根據底下傳入的參數做相對應的操作
  1. 可讀取或寫入spi相關設定
     • SPI_IOC_WR_MODE：寫模式
     • SPI_IOC_RD_MODE：讀模式
     • SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD：設置每個byte的有效位
     • SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD：讀取設置的每個byte的有效位
     • SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ：設置spi最大速度
     • SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ：讀取設置的spi最大速度
     • SPI_IOC_WR_LSB_FIRST：設置為最低位元傳送或接收
     • SPI_IOC_RD_LSB_FIRST：讀取設置的spi最低位元
  2. spi資料傳送接收
     • SPI_IOC_MESSAGE(n)：n為傳送的數量
• write：只傳送不接收spi資料
• read：只接收不傳送spi資料
• close：關閉設備