spidev的使用

mcl1052018085

SPI用户层操作

spidev.c是linux为用户写的spi驱动及接口，下面以ITX-3588J与XM25QU128C为例，讲一下如何使用spidev
sdk： firefly_rk3588_android12.0_git_20220311
在kernel-5.10/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-firefly-itx-3588j.dtsi配置节点信息

1. &spi1{
   
2.     status = "okay";
   
3.     pinctrl-0 = <&spi1m2_cs0 &spi1m2_pins>;
   
4.     num-cs = <1>;
   
5.     max-freq = <50000000>;
   
6.     spidev1: spidev@00{
   
7.         compatible = "rockchip,spidev";
   
8.         status = "okay";
   
9.         reg = <0x0>;
   
10.         spi-max-frequency = <1000000>;
    
11.     };
    
12. };

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同时在`kernel-5.10/drivers/spi/spidev.c`中添加节点信息

1. static const struct of_device_id spidev_dt_ids[] = {
   
2.     { .compatible = "rockchip,spidev" },
   
3.     {},
   
4. };

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系统运行起来后会在`/dev/`目录下生成名为`spidev1.0`的字符设备，该设备可以用open、close、write、read、ioctl去操作。

一次读写大小测试

spidev 一次可读写4096个字节
测试程序:   

1. char buf_t1[5000] = {};
   
2.     char buf_r1[5000] = {};
   
3.     for (int i = 0; i < 5000; i++)
   
4.         buf_t1[i] = 0xff;
   
5. 
   
6.     printf("--------------------------------读写大小测试-----------------------------------\n");
   
7.     printf("开始写入数据\n");
   
8.     printf("写入4906字节数据\n");
   
9.     ret = write(fd, buf_t1, 4096);
   
10.     printf("buf_t1 write %d byte\n", ret);
    
11. 
    
12.     printf("写入4097字节数据\n");
    
13.     ret = write(fd, buf_t1, 4097);
    
14.     printf("buf_t1 write %d byte\n", ret);
    
15. 
    
16.     printf("开始读取数据\n");
    
17.     printf("读取4096字节数据\n");
    
18.     ret = read(fd, buf_r1, 4096);
    
19.     printf("buf_r2 read %d byte\n", ret);
    
20. 
    
21.     printf("读取4097字节数据\n");
    
22.     ret = read(fd, buf_r1, 4097);
    
23.     printf("buf_r2 read %d byte\n", ret);

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测试结果

1. --------------------------------读写大小测试-----------------------------------
   
2. 开始写入数据
   
3. 写入4906字节数据
   
4. buf_t1 write 4096 byte
   
5. 写入4097字节数据
   
6. buf_t1 write -1 byte
   
7. 开始读取数据
   
8. 读取4096字节数据
   
9. buf_r2 read 4096 byte
   
10. 读取4097字节数据
    
11. buf_r2 read -1 byte

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连续读写测试
read和write是单独的操作
测试程序：

1. printf("-------------------------------连续读写测试-----------------------------------\n");
   
2.     printf("使用普通读写\n");
   
3.     write(fd, buf_t, 1);
   
4.     read(fd, buf_r, 4);
   
5.     printf("xm25qu128c id : %x %x %x %x \n", buf_r[0], buf_r[1], buf_r[2], buf_r[3]);
   
6. 
   
7.     printf("使用复杂读写\n");
   
8.     read_xm25qu128c_id();

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1. int read_xm25qu128c_id(void)
   
2. {
   
3.     int ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &xfer);
   
4.     if (ret < 0)
   
5.     {
   
6.         printf("error in spi_exchange(): ioctl(SPI_IOC_MESSAGE(1)) return %d \n", ret);
   
7.         return -1;
   
8.     }
   
9.     printf("xm25qu128c flash id : %x %x %x %x \n", buf_r[0], buf_r[1], buf_r[2], buf_r[3]);
   
10.     memset(buf_r, 0, 4);
    
11.     return 0;
    
12. }

复制代码

测试结果

1. -------------------------------连续读写测试-----------------------------------
   
2. 使用普通读写
   
3. xm25qu128c id : ff ff ff ff
   
4. 使用复杂读写
   
5. xm25qu128c flash id : ff 20 41 18

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通过示波器进行测量
发现普通读写流程如下
片选线拉低->write->片选线拉高->片选线拉低->read->片选线拉高
使用复杂读写流程如下
mosi： ----    0x9f     ----        ----       ----       ----
miso： ----    0xff      0x20    0x41    0x18    ----
cs:   高电平   低电平-------------------------- 高电平

spi模式设置
使用ioctl可以设置spi模式
`SPI_IOC_RD_MODE`读取模式
`SPI_IOC_WR_MODE`设置模式
测试程序：

1. printf("--------------------------------模式测试-----------------------------------\n");
   
2.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
   
3.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第一次读取模式 return %d(-1则ioctl失败) ,mode:%d\n", ret, mode & (SPI_CPOL | SPI_CPHA));
   
4.     read_xm25qu128c_id();
   
5. 
   
6.     mode = 0;
   
7.     mode = mode | (0x00 & SPI_CPOL) | (0xff & SPI_CPHA);
   
8.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
   
9.     printf("设置模式1 return %d(-1则ioctl失败) \n", ret);
   
10. 
    
11.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
    
12.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第二次读取模式 return %d(-1则ioctl失败) ,mode:%d\n", ret, mode & (SPI_CPOL | SPI_CPHA));
    
13.     read_xm25qu128c_id();
    
14. 
    
15.     mode = 0;
    
16.     mode = mode | (0xff & SPI_CPOL) | (0x00 & SPI_CPHA);
    
17.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
    
18.     printf("设置模式2 return %d(-1则ioctl失败) \n", ret);
    
19. 
    
20.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
    
21.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第三次读取模式 return %d(-1则ioctl失败) ,mode:%d\n", ret, mode & (SPI_CPOL | SPI_CPHA));
    
22.     read_xm25qu128c_id();
    
23. 
    
24.     mode = 0;
    
25.     mode = mode | (0xff & SPI_CPOL) | (0xff & SPI_CPHA);
    
26.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
    
27.     printf("设置模式3 return %d(-1则ioctl失败) \n", ret);
    
28. 
    
29.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
    
30.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第四次读取模式 return %d(-1则ioctl失败) ,mode:%d\n", ret, mode & (SPI_CPOL | SPI_CPHA));
    
31.     read_xm25qu128c_id();
    
32. 
    
33.     mode = 0;
    
34.     mode = mode | (0x00 & SPI_CPOL) | (0x00 & SPI_CPHA);
    
35.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
    
36.     printf("设置模式0 return %d(-1则ioctl失败) \n", ret);
    
37. 
    
38.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
    
39.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第五次读取模式 return %d(-1则ioctl失败) ,mode:%d\n", ret, mode & (SPI_CPOL | SPI_CPHA));
    
40.     read_xm25qu128c_id();

复制代码

测试结果

1. --------------------------------模式测试-----------------------------------
   
2. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第一次读取模式 return 0(-1则ioctl失败) ,mode:0
   
3. xm25qu128c flash id : ff 20 41 18
   
4. 设置模式1 return 0(-1则ioctl失败)
   
5. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第二次读取模式 return 0(-1则ioctl失败) ,mode:1
   
6. xm25qu128c flash id : ff ff ff ff
   
7. 设置模式2 return 0(-1则ioctl失败)
   
8. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第三次读取模式 return 0(-1则ioctl失败) ,mode:2
   
9. xm25qu128c flash id : ff 90 20 8c
   
10. 设置模式3 return 0(-1则ioctl失败)
    
11. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第嬡读取模式 return 0(-1则ioctl失败) ,mode:3
    
12. xm25qu128c flash id : ff 20 41 18
    
13. 设置模式0 return 0(-1则ioctl失败)
    
14. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE , &mode) 第五次读取模式 return 0(-1则ioctl失败) ,mode:0
    
15. xm25qu128c flash id : ff 20 41 18

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可以看出xm25qu128c支持模式0、3

设置spi通信速率
使用ioctl可以设置spi速率
`SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ`读取速率
`SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ`设置速率
测试程序：
   

1. printf("--------------------------------频率测试-----------------------------------\n");
   
2.     int max_speed_hz;
   
3.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &max_speed_hz);
   
4.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ , &max_speed_hz) 第一次读取频率 return %d (-1则ioctl失败), speed:%d Hz\n", ret, max_speed_hz);
   
5. 
   
6.     max_speed_hz = 33000000;
   
7.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &max_speed_hz);
   
8.     printf("设置频率为33MHz return %d (-1则ioctl失败)\n", ret);
   
9. 
   
10.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &max_speed_hz);
    
11.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ , &max_speed_hz) 第二次读取频率 return %d (-1则ioctl失败), speed:%d Hz\n", ret, max_speed_hz);
    
12. 
    
13.     max_speed_hz = 50000000;
    
14.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &max_speed_hz);
    
15.     printf("设置频率为50MHz return %d (-1则ioctl失败)\n", ret);
    
16. 
    
17.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &max_speed_hz);
    
18.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ , &max_speed_hz) 第三次读取频率 return %d (-1则ioctl失败), speed:%d Hz\n", ret, max_speed_hz);

复制代码

测试结果

1. --------------------------------频率测试-----------------------------------
   
2. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ , &max_speed_hz) 第一次读取频率 return 0 (-1则ioctl失败), speed:1000000 Hz
   
3. 设置频率为33MHz return 0 (-1则ioctl失败)
   
4. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ , &max_speed_hz) 第二次读取频率 return 0 (-1则ioctl失败), speed:33000000 Hz
   
5. 设置频率为50MHz return 0 (-1则ioctl失败)
   
6. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ , &max_speed_hz) 第三次读取频率 return 0 (-1则ioctl失败), speed:50000000 Hz

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设置spi数据高/低位先出
使用ioctl可以设置spi数据高/低位先出
`SPI_IOC_RD_LSB_FIRST`读取是否低位先出，是返回1,不是返回0
`SPI_IOC_WR_LSB_FIRST`设置是否低位先出，是写1,不是写0
测试程序：
   

1. ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, &mode);
   
2.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST , &mode) 第一次读取是否低位先出 1:LSB 0:MSB  return %d(-1则ioctl失败),LSB/MSB: %d\n", ret, mode );
   
3.     read_xm25qu128c_id();
   
4. 
   
5.     mode = 1;
   
6.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_LSB_FIRST, &mode);
   
7.     printf("设置低位先出  return %d (-1则ioctl失败)\n", ret);
   
8. 
   
9.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, &mode);
   
10.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST , &mode) 第二次读取是否低位先出 1:LSB 0:MSB  return %d(-1则ioctl失败),LSB/MSB: %d\n", ret, mode );
    
11.     read_xm25qu128c_id();
    
12. 
    
13.     mode = 0;
    
14.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_LSB_FIRST, &mode);
    
15.     printf("设置高位先出  return %d (-1则ioctl失败)\n", ret);
    
16. 
    
17.     ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, &mode);
    
18.     printf("ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST , &mode) 第三次读取是否低位先出 1:LSB 0:MSB  return %d(-1则ioctl失败),LSB/MSB: %d\n", ret, mode );
    
19.     read_xm25qu128c_id();

复制代码

测试结果

1. --------------------------------高低位数据先出测试-----------------------------------
   
2. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST , &mode) 第一次读取是否低位先出 1:LSB 0:MSB  return 0(-1则ioctl失败),LSB/MSB: 0
   
3. xm25qu128c flash id : ff 20 41 18
   
4. 设置低位先出  return 0 (-1则ioctl失败)
   
5. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST , &mode) 第二次读取是否低位先出 1:LSB 0:MSB  return 0(-1则ioctl失败),LSB/MSB: 1
   
6. xm25qu128c flash id : ff ff ff ff
   
7. 设置高位先出  return 0 (-1则ioctl失败)
   
8. ioctl(fd, SPI_IOC_RD_LSB_FIRST , &mode) 第三次读取是否低位先出 1:LSB 0:MSB  return 0(-1则ioctl失败),LSB/MSB: 0
   
9. xm25qu128c flash id : ff 20 41 18

复制代码

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谢谢分享

maochun

请问读写数据怎么修改呢

Yeting

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