Linux SPI驱动实验编写和测试步骤-基于正点原子IMX6ULL开发板_阿尔法linux开发板增加spi接口

作者：菜鸟追梦旅行 | 2024-03-07 12:57:15

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阿尔法linux开发板增加spi接口

1 原理图分析

I.MX6U-ALPHA 开发板上有一个 ICM-20608 这个 SPI 接口的六轴传感器，连接在SOC的ECSPI3接口上。
在这里插入图片描述

2实验程序编写

2.1修改设备树

1、添加 ICM20608 所使用的 IO
首先在 imx6ull-alientek-emmc.dts 文件中添加 ICM20608 所使用的 IO 信息，在 iomuxc 节点中添加一个新的子节点来描述 ICM20608 所使用的 SPI 引脚，子节点名字为 pinctrl_ecspi3，节点内容如下所示：

		pinctrl_ecspi3: ecspi3grp{
			fsl,pins = <
				MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 		0x10b0 //片选信号
				MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK        0x10b1 //CLK信号
				MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI			0x10b1 //MOSI信号
				MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO			0x10b1 //MISO信号
			>;
		};
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UART2_TX_DATA 这个 IO 是 ICM20608 的片选信号，这里我们并没有将其复用为 ECSPI3 的 SS0 信号，而是将其复用为了普通的 GPIO。因为我们需要自己控制片选信号，所以将其复用为普通的 GPIO。

2、在 ecspi3 节点追加 icm20608 子节点
在 imx6ull-alientek-emmc.dts 文件中并没有任何向 ecspi3 节点追加内容的代码，这是因为NXP 官方的 6ULL EVK 开发板上没有连接 SPI 设备。在 imx6ull-alientek-emmc.dts 文件最后面加入如下所示内容：

&ecspi3{
	fsl,spi-num-chipselects = <1>;					/* 一个片选 */
	cs-gpios = <&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;	/* 片选引脚，软件片选 */
	pinctrl-names = "default";
	pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi3>;//设置 IO 要使用的 pinctrl 子节点
	status = "okay";

/* 对应的icm20608子节点 */
	spidev0: icm20608@0 {/* @后面的0表示icm20608连接到 ECSPI3 的第 0 个通道上*/
		reg = <0>;//表示icm20608连接到 ECSPI3 的第 0 个通道上
		compatible = "alientek,icm20608";//兼容属性
		spi-max-frequency = <8000000>;/* SPI时钟频率8MHZ */
	};
};
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imx6ull-alientek-emmc.dts 文件修改完成以后重新编译一下，得到新的 dtb 文件，并使用新的 dtb 启动 Linux 系统

2.2 编写 ICM20608 驱动

新建工程，在工程里面创建icm20608.c和icm20608.h两个文件，icm20608.c 为 ICM20608的驱动代码，icm20608reg.h 是 ICM20608 寄存器头文件。

2.2.1 icm20608reg.h寄存器头文件

icm20608寄存器头文件icm20608reg.h内容如下

#ifndef __BSP_ICM20608_H
#define __BSP_ICM20608_H

/*ID值*/
#define ICM20608G_ID (0xAF)
#define ICM20608D_ID (0xAE)

/*  定义寄存器 */
/* ICM20608寄存器 
 *复位后所有寄存器地址都为0，除了
 *Register 107(0X6B) Power Management 1 	= 0x40
 *Register 117(0X75) WHO_AM_I 				= 0xAF或0xAE
 */
/* 陀螺仪和加速度自测(出产时设置，用于与用户的自检输出值比较） */
#define	ICM20_SELF_TEST_X_GYRO		0x00
#define	ICM20_SELF_TEST_Y_GYRO		0x01
#define	ICM20_SELF_TEST_Z_GYRO		0x02
#define	ICM20_SELF_TEST_X_ACCEL		0x0D
#define	ICM20_SELF_TEST_Y_ACCEL		0x0E
#define	ICM20_SELF_TEST_Z_ACCEL		0x0F

/* 陀螺仪静态偏移 */
#define	ICM20_XG_OFFS_USRH			0x13
#define	ICM20_XG_OFFS_USRL			0x14
#define	ICM20_YG_OFFS_USRH			0x15
#define	ICM20_YG_OFFS_USRL			0x16
#define	ICM20_ZG_OFFS_USRH			0x17
#define	ICM20_ZG_OFFS_USRL			0x18

#define	ICM20_SMPLRT_DIV			0x19
#define	ICM20_CONFIG				0x1A
#define	ICM20_GYRO_CONFIG			0x1B
#define	ICM20_ACCEL_CONFIG			0x1C
#define	ICM20_ACCEL_CONFIG2			0x1D
#define	ICM20_LP_MODE_CFG			0x1E
#define	ICM20_ACCEL_WOM_THR			0x1F
#define	ICM20_FIFO_EN				0x23
#define	ICM20_FSYNC_INT				0x36
#define	ICM20_INT_PIN_CFG			0x37
#define	ICM20_INT_ENABLE			0x38
#define	ICM20_INT_STATUS			0x3A

/* 加速度输出 */
#define	ICM20_ACCEL_XOUT_H			0x3B
#define	ICM20_ACCEL_XOUT_L			0x3C
#define	ICM20_ACCEL_YOUT_H			0x3D
#define	ICM20_ACCEL_YOUT_L			0x3E
#define	ICM20_ACCEL_ZOUT_H			0x3F
#define	ICM20_ACCEL_ZOUT_L			0x40

/* 温度输出 */
#define	ICM20_TEMP_OUT_H			0x41
#define	ICM20_TEMP_OUT_L			0x42

/* 陀螺仪输出 */
#define	ICM20_GYRO_XOUT_H			0x43
#define	ICM20_GYRO_XOUT_L			0x44
#define	ICM20_GYRO_YOUT_H			0x45
#define	ICM20_GYRO_YOUT_L			0x46
#define	ICM20_GYRO_ZOUT_H			0x47
#define	ICM20_GYRO_ZOUT_L			0x48

#define	ICM20_SIGNAL_PATH_RESET		0x68
#define	ICM20_ACCEL_INTEL_CTRL 		0x69
#define	ICM20_USER_CTRL				0x6A
#define	ICM20_PWR_MGMT_1			0x6B
#define	ICM20_PWR_MGMT_2			0x6C
#define	ICM20_FIFO_COUNTH			0x72
#define	ICM20_FIFO_COUNTL			0x73
#define	ICM20_FIFO_R_W				0x74
#define	ICM20_WHO_AM_I 				0x75

/* 加速度静态偏移 */
#define	ICM20_XA_OFFSET_H			0x77
#define	ICM20_XA_OFFSET_L			0x78
#define	ICM20_YA_OFFSET_H			0x7A
#define	ICM20_YA_OFFSET_L			0x7B
#define	ICM20_ZA_OFFSET_H			0x7D
#define	ICM20_ZA_OFFSET_L 			0x7E


#endif
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2.2.2 包含头文件

头文件内容如下，注意包含<linux/spi/spi.h> 这个spi相关头文件

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/delay.h>
#include "icm20608reg.h"
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2.2.3 创建ICM20608结构体

对于 SPI 设备驱动来讲最核心的就是 spi_device。probe 函数会向驱动提供当前 SPI 设备对应的spi_device，因此在 probe 函数中设置 private_data 为 probe 函数传递进来的 spi_device 参数。

#define ICM20608_CNT 1
#define ICM20608_NAME "icm20608"

/* 设备结构体 */
struct icm20608_dev
{
    int major;
    int minor;
    dev_t devid;
    struct cdev cdev;
    struct class *class;
    struct device *device;
    void *private_data;
    int cs_gpio;
    struct device_node *nd;
    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;
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2.2.4 icm20608 的 spi_driver 注册与注销

static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
{
    int ret = 0;
    return ret;
}

static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{
    return 0;
}

/* 传统匹配方式 ID 列表 */
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",
    },
    {}
};

/* SPI 驱动结构体 */
struct spi_driver icm20608_driver = {

    .probe = icm20608_probe,//当 icm20608 设备和此驱动匹配成功以后此函数就会执行
    .remove = icm20608_remove,
    .driver = {
        .name = "icm20608",
        .owner = THIS_MODULE,
        .of_match_table = icm20608_of_match,
    },
    .id_table = icm20608_id,
};

/*驱动入口函数*/
static int __init icm20608_init(void)
{
    int ret = 0;
    ret = spi_register_driver(&icm20608_driver);
    return ret;
}

/*驱动出口函数*/
static void __exit icm20608_exit(void)
{
    spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
}

module_init(icm20608_init);
module_exit(icm20608_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("supersmart");
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2.2.5 完成probe&remove 函数

icm20608_driver 中的 probe 和 remove 函数内容如下所示：

/*
* @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 - spi : spi 设备
*/
static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
{
    int ret = 0;
    printk("icm20608_probe\r\n");

    /* 搭建字符设备驱动框架，在/dev/下 */
    /* 2，注册字符设备 */
    icm20608dev.major = 0; /* 由系统分配主设备号 */

    if (icm20608dev.major)
    { /* 给定主设备号 */
        icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major, 0);
        ret = register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
    }
    else
    { /* 没有给定主设备号 */
        ret = alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid, 0, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
        icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);
        icm20608dev.minor = MINOR(icm20608dev.devid);
    }
    if (ret < 0)
    {
        printk("icm20608 chrdev_region err!\r\n");
        goto fail_devid;
    }
    printk("icm20608 major=%d, minor=%d\r\n", icm20608dev.major, icm20608dev.minor);

    /* 3,注册字符设备 */
    icm20608dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&icm20608dev.cdev, &icm20608_fops);
    ret = cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
    if (ret < 0)
    {
        goto fail_cdev;
    }

    /* 4,自动创建设备节点 */
    icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);
    if (IS_ERR(icm20608dev.class))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.class);
        goto fail_class;
    }

    icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class, NULL,
                                       icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);
    if (IS_ERR(icm20608dev.device))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.device);
        goto fail_device;
    }

#if 0
    /* 获取片选引脚 */
    icm20608dev.nd = of_get_parent(spi->dev.of_node);
    icm20608dev.cs_gpio = of_get_named_gpio(icm20608dev.nd, "cs-gpio", 0);
    if (icm20608dev.cs_gpio < 0)
    {
        printk("can't get cs-gpio\r\n");
        goto fail_gpio;
    }
    ret = gpio_request(icm20608dev.cs_gpio, "cs");
    if (ret < 0)
    {
        printk("cs_gpio request failed!\r\n");
    }
    ret = gpio_direction_output(icm20608dev.cs_gpio, 1); /* 默认高电平 */
#endif

    /* 初始化spi_device */
    spi->mode = SPI_MODE_0;
    spi_setup(spi);

    /* 设置icm20608dev的私有数据为spi */
    icm20608dev.private_data = spi;

    /* 初始化icm20608 寄存器 */
    icm20608_reginit(&icm20608dev);

    return 0;
fail_gpio:

fail_device:
    class_destroy(icm20608dev.class);
fail_class:
    cdev_del(&icm20608dev.cdev);
fail_cdev:
    unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
fail_devid:
    return ret;
}

/*
* @description : i2c 驱动的 remove 函数，移除 i2c 驱动的时候此函数会执行
* @param - spi : spi 设备
*/
static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{
    /* 1,删除字符设备 */
    cdev_del(&icm20608dev.cdev);

    /* 2,注销设备号 */
    unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);

    /* 3,摧毁设备 */
    device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);

    /* 4,摧毁类 */
    class_destroy(icm20608dev.class);

    /*5.释放片选IO */
    gpio_free(icm20608dev.cs_gpio);

    return 0;
}
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2.2.6 icm20608 寄存器读写与初始化

SPI 驱动最终是通过读写 icm20608 的寄存器来实现的，因此需要编写相应的寄存器读写函数，并且使用这些读写函数来完成对 icm20608 的初始化。icm20608 的寄存器读写以及初始化代码如下：

/* SPI读寄存器 */
static int icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, void *buf, int len)
{
    u8 data = 0;
    struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0); /* 片选拉低 */

    data = reg | 0x80;
    spi_write_then_read(spi, &data, 1, buf, len);

    // spi_write(spi, &data, 1); /* 发送要读取的寄存器地址 */
    // spi_read(spi, buf, len);  /*读取数据*/

    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1); /* 拉高片选 */
    return 0;
}

/* SPI写寄存器 */
static int icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, int len)
{
    u8 data = 0;
    u8 *txdata;
    struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;

    txdata = kzalloc(len + 1, GFP_KERNEL);

    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0); /* 片选拉低 */

    txdata[0] = reg & ~0x80;         /* 要写的寄存器地址 */
    memcpy(&txdata[1], buf, len);    /* 要发送的数据拷贝到txdata里面 */
    spi_write(spi, txdata, len + 1); /* 发送要写的寄存器地址 */

    // spi_write(spi, &data, 1); /* 发送要写的寄存器地址 */
    // spi_write(spi, buf, len); /* 发送要写的寄存器地址 */

    kfree(txdata);
    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1); /* 拉高片选 */
    return 0;
}

/*ICM20608读取单个寄存器 */
static unsigned char icm20608_read_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg)
{
    u8 data = 0;
    icm20608_read_regs(dev, reg, &data, 1);
    return data;
}

/*ICM20608写一个寄存器 */
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];
    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]);
}

/* ICM20608初始化 */
void icm20608_reginit(struct icm20608_dev *dev)
{
    u8 value = 0;
    icm20608_write_onereg(dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x80); /* 复位，复位后为0x40,睡眠模式 */
    mdelay(50);
    icm20608_write_onereg(dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x01); /* 关闭睡眠，自动选择时钟 */
    mdelay(50);

    value = icm20608_read_onereg(dev, ICM20_WHO_AM_I);
    printk("ICM20608 ID=%#X\r\n", value);

    value = icm20608_read_onereg(dev, ICM20_PWR_MGMT_1);
    printk("ICM20_PWR_MGMT_1=%#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BW=20Hz 				*/
    icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG2, 0x04); /* 加速度计低通滤波BW=21.2Hz 			*/
    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	 */
}
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2.2.7 完成字符设备驱动框架

static int icm20608_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    filp->private_data = &icm20608dev; /* 设置私有数据 */
    return 0;
}

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;
}

static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{

    return 0;
}

static const struct file_operations icm20608_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = icm20608_open,
    .read = icm20608_read,
    .release = icm20608_release,
};
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2.2.8 全部代码查看

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/irq.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/delay.h>
#include "icm20608reg.h"

#define ICM20608_CNT 1
#define ICM20608_NAME "icm20608"

/* 设备结构体 */
struct icm20608_dev
{
    int major;
    int minor;
    dev_t devid;
    struct cdev cdev;
    struct class *class;
    struct device *device;
    void *private_data;
    int cs_gpio;
    struct device_node *nd;
    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;

#if 0
/* SPI读寄存器 */
static int icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, void *buf, int len)
{
    int ret = 0;
    unsigned char txdata[len];
    struct spi_message m;
    struct spi_transfer *t;
    struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
    /* 片选拉低 */
    gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0);

    /* 构建spi_transfer */
    t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);

    /* 第一步：发送要读取的地址 */
    txdata[0] = reg | 0x80;
    t->tx_buf = txdata;
    t->len = 1;

    spi_message_init(&m);
    spi_message_add_tail(t, &m);
    ret = spi_sync(spi, &m);

    /* 第二步：读取数据 */
    txdata[0] = 0xff; /* 无效的 */
    t->rx_buf = buf;
    t->len = len;

    spi_message_init(&m);
    spi_message_add_tail(t, &m);
    ret = spi_sync(spi, &m);

    kfree(t);

    gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1); /* 拉高片选 */
    return ret;
}
/* SPI写寄存器 */
static int icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, int len)
{
    int ret = 0;
    unsigned char txdata[len];
    struct spi_message m;
    struct spi_transfer *t;
    struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
    /* 片选拉低 */
    gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0);

    /* 构建spi_transfer */
    t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);

    /* 第一步：发送要读取的地址 */
    txdata[0] = reg & ~0x80;
    t->tx_buf = txdata;
    t->len = 1;

    spi_message_init(&m);
    spi_message_add_tail(t, &m);
    ret = spi_sync(spi, &m);

    /* 第二步：读取数据 */

    t->tx_buf = buf;
    t->len = len;

    spi_message_init(&m);
    spi_message_add_tail(t, &m);
    ret = spi_sync(spi, &m);

    kfree(t);

    gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1); /* 拉高片选 */
    return ret;
}
#endif

/* SPI读寄存器 */
static int icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, void *buf, int len)
{
    u8 data = 0;
    struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0); /* 片选拉低 */

    data = reg | 0x80;
    spi_write_then_read(spi, &data, 1, buf, len);

    // spi_write(spi, &data, 1); /* 发送要读取的寄存器地址 */
    // spi_read(spi, buf, len);  /*读取数据*/

    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1); /* 拉高片选 */
    return 0;
}

/* SPI写寄存器 */
static int icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 *buf, int len)
{
    u8 data = 0;
    u8 *txdata;
    struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;

    txdata = kzalloc(len + 1, GFP_KERNEL);

    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 0); /* 片选拉低 */

    txdata[0] = reg & ~0x80;         /* 要写的寄存器地址 */
    memcpy(&txdata[1], buf, len);    /* 要发送的数据拷贝到txdata里面 */
    spi_write(spi, txdata, len + 1); /* 发送要写的寄存器地址 */

    // spi_write(spi, &data, 1); /* 发送要写的寄存器地址 */
    // spi_write(spi, buf, len); /* 发送要写的寄存器地址 */

    kfree(txdata);
    //gpio_set_value(dev->cs_gpio, 1); /* 拉高片选 */
    return 0;
}

/*ICM20608读取单个寄存器 */
static unsigned char icm20608_read_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg)
{
    u8 data = 0;
    icm20608_read_regs(dev, reg, &data, 1);
    return data;
}

/*ICM20608写一个寄存器 */
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];
    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]);
}

/* ICM20608初始化 */
void icm20608_reginit(struct icm20608_dev *dev)
{
    u8 value = 0;
    icm20608_write_onereg(dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x80); /* 复位，复位后为0x40,睡眠模式 */
    mdelay(50);
    icm20608_write_onereg(dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x01); /* 关闭睡眠，自动选择时钟 */
    mdelay(50);

    value = icm20608_read_onereg(dev, ICM20_WHO_AM_I);
    printk("ICM20608 ID=%#X\r\n", value);

    value = icm20608_read_onereg(dev, ICM20_PWR_MGMT_1);
    printk("ICM20_PWR_MGMT_1=%#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BW=20Hz 				*/
    icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG2, 0x04); /* 加速度计低通滤波BW=21.2Hz 			*/
    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	 */
}

static int icm20608_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    filp->private_data = &icm20608dev; /* 设置私有数据 */
    return 0;
}

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;
}

static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{

    return 0;
}

static const struct file_operations icm20608_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = icm20608_open,
    .read = icm20608_read,
    .release = icm20608_release,
};

/*
* @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 - spi : spi 设备
*/
static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
{
    int ret = 0;
    printk("icm20608_probe\r\n");

    /* 搭建字符设备驱动框架，在/dev/下 */
    /* 2，注册字符设备 */
    icm20608dev.major = 0; /* 由系统分配主设备号 */

    if (icm20608dev.major)
    { /* 给定主设备号 */
        icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major, 0);
        ret = register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
    }
    else
    { /* 没有给定主设备号 */
        ret = alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid, 0, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
        icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);
        icm20608dev.minor = MINOR(icm20608dev.devid);
    }
    if (ret < 0)
    {
        printk("icm20608 chrdev_region err!\r\n");
        goto fail_devid;
    }
    printk("icm20608 major=%d, minor=%d\r\n", icm20608dev.major, icm20608dev.minor);

    /* 3,注册字符设备 */
    icm20608dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&icm20608dev.cdev, &icm20608_fops);
    ret = cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
    if (ret < 0)
    {
        goto fail_cdev;
    }

    /* 4,自动创建设备节点 */
    icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);
    if (IS_ERR(icm20608dev.class))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.class);
        goto fail_class;
    }

    icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class, NULL,
                                       icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);
    if (IS_ERR(icm20608dev.device))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.device);
        goto fail_device;
    }

#if 0
    /* 获取片选引脚 */
    icm20608dev.nd = of_get_parent(spi->dev.of_node);
    icm20608dev.cs_gpio = of_get_named_gpio(icm20608dev.nd, "cs-gpio", 0);
    if (icm20608dev.cs_gpio < 0)
    {
        printk("can't get cs-gpio\r\n");
        goto fail_gpio;
    }
    ret = gpio_request(icm20608dev.cs_gpio, "cs");
    if (ret < 0)
    {
        printk("cs_gpio request failed!\r\n");
    }
    ret = gpio_direction_output(icm20608dev.cs_gpio, 1); /* 默认高电平 */
#endif

    /* 初始化spi_device */
    spi->mode = SPI_MODE_0;
    spi_setup(spi);

    /* 设置icm20608dev的私有数据为spi */
    icm20608dev.private_data = spi;

    /* 初始化icm20608 寄存器 */
    icm20608_reginit(&icm20608dev);

    return 0;
fail_gpio:

fail_device:
    class_destroy(icm20608dev.class);
fail_class:
    cdev_del(&icm20608dev.cdev);
fail_cdev:
    unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
fail_devid:
    return ret;
}

/*
* @description : i2c 驱动的 remove 函数，移除 i2c 驱动的时候此函数会执行
* @param - spi : spi 设备
*/
static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{
    /* 1,删除字符设备 */
    cdev_del(&icm20608dev.cdev);

    /* 2,注销设备号 */
    unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);

    /* 3,摧毁设备 */
    device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);

    /* 4,摧毁类 */
    class_destroy(icm20608dev.class);

    /*5.释放片选IO */
    gpio_free(icm20608dev.cs_gpio);

    return 0;
}

/* 传统匹配方式 ID 列表 */
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",
    },
    {}};

/* SPI 驱动结构体 */
struct spi_driver icm20608_driver = {

    .probe = icm20608_probe,
    .remove = icm20608_remove,

    .driver = {
        .name = "icm20608",
        .owner = THIS_MODULE,
        .of_match_table = icm20608_of_match,
    },

    .id_table = icm20608_id,

};

/*驱动入口函数*/
static int __init icm20608_init(void)
{
    int ret = 0;
    ret = spi_register_driver(&icm20608_driver);

    return ret;
}

/*驱动出口函数*/
static void __exit icm20608_exit(void)
{
    spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
}

module_init(icm20608_init);
module_exit(icm20608_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("supersmart");
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2.3 应用测试程序编写

新建 icm20608APP.c 文件，然后在里面输入如下所示内容：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/input.h>

/*
 *argc:应用程序参数个数
 * argv[]:具体的参数内容，字符串形式
 * ./icm20608APP <filename> 
 * ./icm20608APP /dev/icm20608
 */

/*
 * @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("can't 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;
}
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3 运行测试

3.1编译驱动程序和测试APP

略

3.2运行测试

将上一小节编译出来 icm20608.ko 和 icm20608App 这两个文件拷贝到rootfs/lib/modules/4.1.15 目录中，重启开发板，进入到目录 lib/modules/4.1.15 中。加载驱动并测试
在这里插入图片描述
晃动旋转开发板，看到陀螺仪和加速度计的值改变

在这里插入图片描述

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