
struct spi_master {
 
    struct device dev;
 
    struct list_head list;
.....
 
    int (*transfer)(struct spi_device *spi,struct spi_message *mesg);
.....
 
    int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,struct spi_message *mesg);
}

transfer 函数，和 i2c_algorithm 中的 master_xfer 函数一样，控制器数据传输函数。
transfer_one_message 函数，也用于 SPI 数据发送，用于发送一个 spi_message，SPI 的数据会打包成 spi_message，然后以队列方式发送出去

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

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

2、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：

struct spi_driver {
          const struct spi_device_id *id_table;
          int (*probe)(struct spi_device *spi);
          int (*remove)(struct spi_device *spi);
          void (*shutdown)(struct spi_device *spi);
          struct device_driver driver;
};

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。

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，结构体内容部分如下：


struct spi_transfer {
 
1    const void *tx_buf;
2   void *rx_buf;
3    unsigned len;
........
4    struct list_head transfer_list;
};

第1行， tx_buf 保存着要发送的数据。
第2行， rx_buf 用于保存接收到的数据。
第3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，在使用spi_message之前需要对其进行初始化，spi_message 初始化完成以后需要将 spi_transfer 添加到 spi_message 队列中，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，异步传输不会阻塞的等到 SPI 数据传输完成，下面采用同步传输方式来完成 SPI 数据的传输工作

3、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：

struct bus_type spi_bus_type = {
   .name = "spi",
   .dev_groups = spi_dev_groups,
   .match = spi_match_device,
   .uevent = spi_uevent,
};

SPI 设备和驱动的匹配函数为 spi_match_device，函数内容如下：


 static int spi_match_device(struct device *dev,
                                struct device_driver *drv)
{
1 const struct spi_device *spi = to_spi_device(dev);
2 const struct spi_driver *sdrv = to_spi_driver(drv);
3
4 /* Attempt an OF style match */
5 if (of_driver_match_device(dev, drv))
6 return 1;
7
8 /* Then try ACPI */
9 if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
10 return 1;
11
12 if (sdrv->id_table)
13 return !!spi_match_id(sdrv->id_table, spi);
14
15 return strcmp(spi->modalias, drv->name) == 0;
}

第5 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9 行， acpi_driver_match_device 函数用于 ACPI 形式的匹配

第13 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15 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。

二、添加SPI 设备信息

1、添加 ICM20608 所使用的 IO

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

pinctrl_ecspi3: icm20608 {
           fsl,pins = <
               MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20       0x10b0   /* CS */
               MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK   0x10b1   /* SCLK */
               MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO       0x10b1   /* MISO */
               MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI       0x10b1   /* MOSI */
           >;
       };

注意的就是检查相应的 IO 有没有被其他的设备所使用，分别搜UART2_TX、UART2_RX、UART2_RTS和UART2_CTS，有复用的全部屏蔽，如下

2、在 ecspi3 节点追加 icm20608 子节点

打开 imx6qdl-sabresd.dtsi 这个设备树头文件


&ecspi3 {
1    fsl,spi-num-chipselects = <1>;
2	cs-gpios = <&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>; 
3	pinctrl-names = "default";
4	pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi3>;
5	status = "okay";
 
6	spidev: icm20608@0 {
7		compatible = "my,icm20608";
8		spi-max-frequency = <8000000>;
9		reg = <0>;
	};	
};

第1行，设置“fsl,spi-num-chipselects”属性为 1，表示只有一个设备

第2行，设置“cs-gpios”属性，也就是片选信号，SPI 主机驱动就会控制片选引脚

第3行，设置“pinctrl-names”属性，也就是 SPI 设备所使用的 IO 名字

第4行，设置“pinctrl-0”属性，也就是所使用的 IO 对应的 pinctrl 节点

第5行，“status”属性为“okay”

第6行，每一个 SPI 设备都采用一个子节点来描述其设备信息，icm20608 连接在 ECSPI3 的第 0 个通道上，因此@后面为 0

第7行，SPI 设备的 compatible 属性值，用于匹配设备驱动

第8行，“spi-max-frequency”属性设置 SPI 控制器的最高频率，这个要根据使用的SPI 设备来设置

第9行，icm20608 连接在通道 0 上，因此 reg 为 0。

三、编写 ICM20608 驱动

新建 icm20608.c 和 icm20608reg.h 这两个文件， icm20608.c 为 ICM20608的驱动代码， icm20608reg.h 是 ICM20608 寄存器头文件

1、修改makefile

2、icm20608reg.h


#ifndef __IMC20608REG_H
#define __IMC20608REG_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

3、icm20608 设备结构体创建


#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.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/slab.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/spi/spi.h>
 
#define ICM20608_CNT 1
#define ICM20608_NAME "icm20680"
 
/*设备结构体*/
struct icm20608_dev{
    dev_t devid;/* 设备号 	 */
    int major;/* 主设备号 */
    int minor;/* 次设备号 */
    struct cdev cdev;/* cdev 	*/
    struct class *class;/* 类 		*/
    struct device *device;/* 设备 	 */
    
    void *private_data; /*私有数据 */
};
struct icm20608_dev icm20608dev;
 
static int icm20608_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    filp->private_data = &icm20608dev;
    return 0;
}
static ssize_t icm20608_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *off)
{
    return 0;
}
static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}
 
/* icm20608操作函数 */
struct file_operations icm20608_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = icm20608_open,
    .release = icm20608_release,
    .read = icm20608_read,
};
 
static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
{
    int ret = 0;
    /* 1、构建设备号 */
    icm20608dev.major=0;
    if(icm20608dev.major)
    {
        icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major,0);
        ret = register_chrdev_region(icm20608dev.devid,ICM20608_CNT,ICM20608_NAME);
    }else
    {
        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("icm20608dev major = %d, minor = %d\r\n",icm20608dev.major,icm20608dev.minor);
    /* 2、注册设备 */
    icm20608dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&icm20608dev.cdev,&icm20608_fops);
    ret = cdev_add(&icm20608dev.cdev,icm20608dev.devid,ICM20608_CNT);
    if(ret <0)
    {
        printk("icm20608 cdev_add err!\r\n");
        goto fail_cdev;
    }
    /* 3、创建类 */
    icm20608dev.class =  class_create(THIS_MODULE,ICM20608_NAME);
    if(IS_ERR(icm20608dev.class))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.class);
        printk("icm20608 chrdev_class err!\r\n");
        goto fail_class;
    }
    /* 4、创建设备 */
    icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class,NULL,
                                        icm20608dev.devid,NULL,ICM20608_NAME);
    if(IS_ERR(icm20608dev.device))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.device);
        printk("icm20608 chrdev_device err!\r\n");
        goto fail_device;
    }
    /*设置icm20608私有数据*/
    icm20608dev.private_data = spi;
 
    printk("icm20608_probe\r\n");
    return 0;
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;
}
 
static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{
    /* 删除字符设备 */
    cdev_del(&icm20608dev.cdev);
    /*注销设备号*/
    unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid,ICM20608_CNT);
    /*摧毁设备*/
    device_destroy(icm20608dev.class,icm20608dev.devid);
    /*摧毁类*/
    class_destroy(icm20608dev.class);
    printk("icm20608_remove\r\n");
    return 0;
}
 
/*传统匹配*/
struct spi_device_id icm20608_id[] ={
    {"my,icm20608",0},
    {}
};
/*设备树匹配*/
static const struct of_device_id icm20608_of_match[] = {
    {.compatible = "my,icm20608"},
    {}
};
/* 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,
};
 
/*驱动入口*/
static int __init icm20608_init(void)
{
    return spi_register_driver(&icm20608_driver);
}
/*驱动出口*/
static void __exit icm20608_exit(void)
{
   spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
}
 
module_init(icm20608_init);
module_exit(icm20608_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("ba che kai qi lai");

当 icm20608 设备和此驱动匹配成功以后 icm20608_probe 函数就会执行。同样的，当注销此驱动的时候 icm20608_remove 函数会执行。

4、probe 函数

在probe函数里面，添加初始化spi_device和icm20608

315行，设置 SPI 为模式 0，也就是 CPOL=0， CPHA=0

316行，设置好 spi_device 以后需要使用 spi_setup 配置一下

318行，设置 icm20608dev 的 private_data 成员变量为 spi_device

321行，调用 icm20608_reginit 函数初始化 ICM20608，主要是初始化 ICM20608 指定寄存器

5、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

①icm20608_read_regs函数

从 icm20608 中读取连续多个寄存器数据；注意：在这实验中， SPI 为全双工通讯没有所谓的发送和接收长度之分。要读取或者发送 N 个字节就要封装 N+1 个字节，第 1 个字节是告诉设备我们要进行读还是写，后面的 N 个字节才是我们要读或者发送的数据。因为是读操作，因此在第 77行设置第一个数据 bit7 位 1，表示读操作

67和71行，用kzalloc申请内存的时候，效果等同于先是用 kmalloc() 申请空间 , 然用 memset() 来初始化 ,所有申请的元素都被初始化为 0，GFP_KERNEL，内核内存的正常分配. 可能睡眠.

81行，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)

m：要初始化的 spi_message。返回值：无。

82行，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)

t：要添加到队列中的 spi_transfer。 m：spi_transfer 要加入的 spi_message。返回值：无

83行，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)

spi：要进行数据传输的 spi_device。 message：要传输的 spi_message。

返回值：错误返回负值。

89-92行，用kfree函数释放内存

②icm20608_write_regs函数

向 icm20608 连续写入多个寄存器数据。此函数和icm20608_read_regs 函数区别不大。

123行，清零表示写操作

③icm20608_read_onereg函数

读取 icm20608 指定寄存器数据

④ icm20608_write_onereg函数

向 icm20608 指定寄存器写入数据

⑤ icm20608_readdata函数

读取 icm20608 六轴传感器和温度传感器原始数据值，应用程序读取 icm20608 的时候这些传感器原始数据就会上报给应用程序，先在设备结构体中添加对应数据类型

⑥icm20608_reginit 函数

初始化 icm20608

6、icm20608_read函数

当应用程序调用 read 函数读取 icm20608 设备文件的时候此函数就会执行。此函数调用上面编写好的icm20608_readdata 函数读取 icm20608 的原始数据并将其上报给应用程序。

代码如下


#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.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/slab.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/jiffies.h>
#include <linux/string.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include "icm20608reg.h"
 
#define ICM20608_CNT 1
#define ICM20608_NAME "icm20680"
 
/*设备结构体*/
struct icm20608_dev
{
    dev_t devid;           /* 设备号 	 */
    int major;             /* 主设备号 */
    int minor;             /* 次设备号 */
    struct cdev cdev;      /* cdev 	*/
    struct class *class;   /* 类 		*/
    struct device *device; /* 设备 	 */
 
    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 			*/
};
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len+1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 表示读*/			
	t->tx_buf = txdata;			/* 要发送的数据 */
    t->rx_buf = rxdata;			/* 要读取的数据 */
	t->len = len+1;				/* 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 , rxdata+1, 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, int 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len+1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(txdata+1, 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 = len+1;				/* 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;
}
/*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] = {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;
    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;
}
static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    return 0;
}
 
/* icm20608操作函数 */
struct file_operations icm20608_fops = {
    .owner = THIS_MODULE,
    .open = icm20608_open,
    .release = icm20608_release,
    .read = icm20608_read,
};
 
/*
 * 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); /* 复位，复位后为0x40,睡眠模式          */
    mdelay(50);
    icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x01); /* 关闭睡眠，自动选择时钟                   */
    mdelay(50);
 
    value = icm20608_read_onereg(&icm20608dev, ICM20_WHO_AM_I);
    printk("ICM20608 ID = %#X\r\n", value);
 
    value = icm20608_read_onereg(&icm20608dev, 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_probe(struct spi_device *spi)
{
    int ret = 0;
    /* 1、构建设备号 */
    icm20608dev.major = 0;
    if (icm20608dev.major)
    {
        icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major, 0);
        ret = register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
    }
    else
    {
        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("icm20608dev major = %d, minor = %d\r\n", icm20608dev.major, icm20608dev.minor);
    /* 2、注册设备 */
    icm20608dev.cdev.owner = THIS_MODULE;
    cdev_init(&icm20608dev.cdev, &icm20608_fops);
    ret = cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
    if (ret < 0)
    {
        printk("icm20608 cdev_add err!\r\n");
        goto fail_cdev;
    }
    /* 3、创建类 */
    icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);
    if (IS_ERR(icm20608dev.class))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.class);
        printk("icm20608 chrdev_class err!\r\n");
        goto fail_class;
    }
    /* 4、创建设备 */
    icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class, NULL,
                                       icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);
    if (IS_ERR(icm20608dev.device))
    {
        ret = PTR_ERR(icm20608dev.device);
        printk("icm20608 chrdev_device err!\r\n");
        goto fail_device;
    }
 
    /*初始化spi_device*/
    spi->mode = SPI_MODE_0;
    spi_setup(spi);
    /*设置icm20608私有数据*/
    icm20608dev.private_data = spi;
 
    /*初始化icm20608*/
    icm20608_reginit();
 
    printk("icm20608_probe\r\n");
    return 0;
 
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;
}
 
static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{
    /* 删除字符设备 */
    cdev_del(&icm20608dev.cdev);
    /*注销设备号*/
    unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
    /*摧毁设备*/
    device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);
    /*摧毁类*/
    class_destroy(icm20608dev.class);
    
    printk("icm20608_remove\r\n");
    return 0;
}
 
/*传统匹配*/
struct spi_device_id icm20608_id[] = {
    {"my,icm20608", 0},
    {}
};
/*设备树匹配*/
static const struct of_device_id icm20608_of_match[] = {
    {.compatible = "my,icm20608"},
    {}
};
/* 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,
};
 
/*驱动入口*/
static int __init icm20608_init(void)
{
    return spi_register_driver(&icm20608_driver);
}
/*驱动出口*/
static void __exit icm20608_exit(void)
{
    spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
}
 
module_init(icm20608_init);
module_exit(icm20608_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("ba che kai qi lai");

四、APP编写


#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数组元素个数）
    argv:具体参数,也可以写作char **argv
    ./icm20608APP <filename>    
    ./icm20608APP  /dev/icm20608
*/
 
 
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;
    
    /*判断命令行输入参数是否正确*/
    if(argc != 2){
        printf("error usage!\r\n");
        return -1;
    }
    /*用指针指向文件*/
    filename = argv[1];
    /*打开文件*/
    fd = open(filename , O_RDWR);
    if(fd < 0){
        printf("file open failed\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 */
   }
 
    /*关闭文件*/
    close(fd);
 
    return 0;
}

最终将传感器原始数据和得到的实际值显示在终端上。

编译验证

在编译APP的时候，编译命令加入如下参数即可使能硬件浮点编译

-march-armv7-a -mfpu-neon -mfloat=hard

编译之后有没有使用硬件浮点呢？使用 arm-linux-gnueabihf-readelf 查看一下编译出来的 icm20608App 就知道了，输入如下命令：

arm-linux-gnueabihf-readelf -A icm20608App

使用APP测试如下

这是会一直打印的，部分截图如上图

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Linux SPI 驱动实验_linux spi的驱动开发流程

一、Linux 下 SPI 驱动框架简介

1、SPI 主机驱动