正点原子imx6ull-mini-Linux驱动之Linux SPI 驱动实验（22）

跟上一章一样，其实这些设备驱动，无非就是传感器对应寄存器的读写。而这个读写是建立在各种通信协议上的，比如上一章的i2c，我们做了什么呢，就是把设备注册成一个i2c平台驱动，这个i2c驱动怎么搞的呢，有个i2c_client 从机的地址放在这个结构体内还有个适配器和算法两个结构体。其他的就是正常的i2c的操作。i2c通信的驱动，已经被SOC厂商写好了，我们做的就是调用其API函数去实现对设备的驱动撰写。等于驱动分层，假如第一层是i2c寄存器的物理属性，那么它在设备树内。第二层是通信协议，被写好了，我们写的是基于这个通信协议的设备驱动。并不直接跟寄存器打交道

上一章我们讲解了如何编写 Linux 下的 I2C 设备驱动，SPI 也是很常用的串行通信协议， 本章我们就来学习如何在 Linux 下编写 SPI 设备驱动。本章实验的最终目的就是驱动 I.MX6UALPHA 开发板上的 ICM-20608 这个 SPI 接口的六轴传感器，可以在应用程序中读取 ICM-20608 的原始传感器数据

1：Linux 下 SPI 驱动框架简介

SPI 驱动框架和 I2C 很类似，都分为主机控制器驱动和设备驱动，主机控制器也就是 SOC 的 SPI 控制器接口。比如在裸机篇中的《第二十七章 SPI 实验》，我们编写了 bsp_spi.c 和 bsp_spi.h 这两个文件，这两个文件是 I.MX6U 的 SPI 控制器驱动，我们编写好 SPI 控制器驱动以后就可 以直接使用了，不管是什么 SPI 设备，SPI 控制器部分的驱动都是一样，我们的重点就落在了 种类繁多的 SPI 设备驱动。

1.1：SPI 主机驱动

SPI 主机驱动就是 SOC 的 SPI 控制器驱动，类似 I2C 驱动里面的适配器驱动。Linux 内核 使用 spi_master 表示 SPI 主机驱动，spi_master 是个结构体，定义在 include/linux/spi/spi.h 文件 中，内容如下(有缩减)：

315 struct spi_master {
316 struct device dev;
317
318 struct list_head list;
......
326 s16 bus_num;
327
328 /* chipselects will be integral to many controllers; some others
329 * might use board-specific GPIOs.
330 */
331 u16 num_chipselect;
332
333 /* some SPI controllers pose alignment requirements on DMAable
334 * buffers; let protocol drivers know about these requirements.
335 */
336 u16 dma_alignment;
337
338 /* spi_device.mode flags understood by this controller driver */
339 u16 mode_bits;
340
341 /* bitmask of supported bits_per_word for transfers */
342 u32 bits_per_word_mask;
......
347 /* limits on transfer speed */
348 u32 min_speed_hz;
349 u32 max_speed_hz;
350
351 /* other constraints relevant to this driver */
352 u16 flags;
......
359 /* lock and mutex for SPI bus locking */
360 spinlock_t bus_lock_spinlock;
361 struct mutex bus_lock_mutex;
362
363 /* flag indicating that the SPI bus is locked for exclusive use */
364 bool bus_lock_flag;
......
372 int (*setup)(struct spi_device *spi);
373
......
393 int (*transfer)(struct spi_device *spi,
394 struct spi_message *mesg);
......
434 int (*transfer_one_message)(struct spi_master *master,
435 struct spi_message *mesg);
......
462 };

第 393 行，transfer 函数，和 i2c_algorithm 中的 master_xfer 函数一样，控制器数据传输函 数。 第 434 行，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。 也就是 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 厂商去编写的，所以我们作为 SOC 的 使用者，这一部分的驱动就不用操心了，除非你是在 SOC 原厂工作，内容就是写 SPI 主机驱 动。 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。

1.1.1：spi_master 申请与释放

spi_alloc_master 函数用于申请 spi_master，函数原型如下：

struct spi_master *spi_alloc_master(struct device *dev, 
unsigned size)

函数参数和返回值含义如下：

dev：设备，一般是 platform_device 中的 dev 成员变量。

size：私有数据大小，可以通过 spi_master_get_devdata 函数获取到这些私有数据。

返回值：申请到的 spi_master。 spi_master 的释放通过 spi_master_put 函数来完成，

当我们删除一个 SPI 主机驱动的时候就 需要释放掉前面申请的 spi_master，spi_master_put 函数原型如下：

void spi_master_put(struct spi_master *master)

函数参数和返回值含义如下：

master：要释放的 spi_master。

返回值：无。

1.1.2：spi_master 的注册与注销

当 spi_master 初始化完成以后就需要将其注册到 Linux 内核，spi_master 注册函数为 spi_register_master，函数原型如下：

int spi_register_master(struct spi_master *master)

函数参数和返回值含义如下：

master：要注册的 spi_master。

返回值：0，成功；负值，失败。

I.MX6U 的 SPI 主机驱动会采用 spi_bitbang_start 这个 API 函数来完成 spi_master 的注册， spi_bitbang_start 函数内部其实也是通过调用 spi_register_master 函数来完成 spi_master 的注册。 如果要注销 spi_master 的话可以使用 spi_unregister_master 函数，此函数原型为：

void spi_unregister_master(struct spi_master *master)

函数参数和返回值含义如下：

master：要注销的 spi_master。

返回值：无。

如果使用 spi_bitbang_start 注册 spi_master 的话就要使用 spi_bitbang_stop 来注销掉 spi_master。

1.2：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：

180 struct spi_driver {
181 const struct spi_device_id *id_table;
182 int (*probe)(struct spi_device *spi);
183 int (*remove)(struct spi_device *spi);
184 void (*shutdown)(struct spi_device *spi);
185 struct device_driver driver;
186 };

可以看出，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。 同样的，spi_driver 初始化完成以后需要向 Linux 内核注册，spi_driver 注册函数为 spi_register_driver，函数原型如下：

int spi_register_driver(struct spi_driver *sdrv)

函数参数和返回值含义如下：

sdrv：要注册的 spi_driver。

返回值：0，注册成功；赋值，注册失败。

注销 SPI 设备驱动以后也需要注销掉前面注册的 spi_driver，使用 spi_unregister_driver 函 数完成 spi_driver 的注销，函数原型如下：

void spi_unregister_driver(struct spi_driver *sdrv)

函数参数和返回值含义如下：

sdrv：要注销的 spi_driver。

返回值：无。 spi_driver 注册示例程序如下：

1 /* probe 函数 */
2 static int xxx_probe(struct spi_device *spi)
3 {
4 /* 具体函数内容 */
5 return 0;
6 }
7 
8 /* remove 函数 */
9 static int xxx_remove(struct spi_device *spi)
10 {
11 /* 具体函数内容 */
12 return 0;
13 }
14 /* 传统匹配方式 ID 列表 */
15 static const struct spi_device_id xxx_id[] = {
16 {"xxx", 0}, 
17 {}
18 };
19
20 /* 设备树匹配列表 */
21 static const struct of_device_id xxx_of_match[] = {
22 { .compatible = "xxx" },
23 { /* Sentinel */ }
24 };
25
26 /* SPI 驱动结构体 */
27 static struct spi_driver xxx_driver = {
28 .probe = xxx_probe,
29 .remove = xxx_remove,
30 .driver = {
31 .owner = THIS_MODULE,
32 .name = "xxx",
33 .of_match_table = xxx_of_match,
34 },
35 .id_table = xxx_id,
36 };
37 
38 /* 驱动入口函数 */
39 static int __init xxx_init(void)
40 {
41 return spi_register_driver(&xxx_driver);
42 }
43
44 /* 驱动出口函数 */
45 static void __exit xxx_exit(void)
46 {
47 spi_unregister_driver(&xxx_driver);
48 }
49
50 module_init(xxx_init);
51 module_exit(xxx_exit);

第 1~36 行，spi_driver 结构体，需要 SPI 设备驱动人员编写，包括匹配表、probe 函数等。 和 i2c_driver、platform_driver 一样，就不详细讲解了。

第 39~42 行，在驱动入口函数中调用 spi_register_driver 来注册 spi_driver。

第 45~48 行，在驱动出口函数中调用 spi_unregister_driver 来注销 spi_driver。

1.3：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：

131 struct bus_type spi_bus_type = {
132 .name = "spi",
133 .dev_groups = spi_dev_groups,
134 .match = spi_match_device,
135 .uevent = spi_uevent,
136 };

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

99 static int spi_match_device(struct device *dev,
struct device_driver *drv)
100 {
101 const struct spi_device *spi = to_spi_device(dev);
102 const struct spi_driver *sdrv = to_spi_driver(drv);
103
104 /* Attempt an OF style match */
105 if (of_driver_match_device(dev, drv))
106 return 1;
107
108 /* Then try ACPI */
109 if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
110 return 1;
111
112 if (sdrv->id_table)
113 return !!spi_match_id(sdrv->id_table, spi);
114
115 return strcmp(spi->modalias, drv->name) == 0;
116 }

spi_match_device 函数和 i2c_match_device 函数的对于设备和驱动的匹配过程基本一样。

第 105 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 109 行，acpi_driver_match_device 函数用于 ACPI 形式的匹配。

第 113 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 115 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。

2：I.MX6U SPI 主机驱动分析

和 I2C 的适配器驱动一样，SPI 主机驱动一般都由 SOC 厂商编写好了，打开 imx6ull.dtsi 文件，找到如下所示内容：

1 ecspi3: ecspi@02010000 {
2 #address-cells = <1>;
3 #size-cells = <0>;
4 compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", "fsl,imx51-ecspi";
5 reg = <0x02010000 0x4000>;
6 interrupts = <GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
7 clocks = <&clks IMX6UL_CLK_ECSPI3>,
8 <&clks IMX6UL_CLK_ECSPI3>;
9 clock-names = "ipg", "per";
10 dmas = <&sdma 7 7 1>, <&sdma 8 7 2>;
11 dma-names = "rx", "tx";
12 status = "disabled";
13 };

重点来看一下第 4 行的 compatible 属性值，compatible 属性有两个值“fsl,imx6ul-ecspi”和 “fsl,imx51-ecspi”，在 Linux 内核源码中搜素这两个属性值即可找到 I.MX6U 对应的 ECSPI(SPI) 主机驱动。I.MX6U 的 ECSPI 主机驱动文件为 drivers/spi/spi-imx.c，在此文件中找到如下内容：

694 static struct platform_device_id spi_imx_devtype[] = {
695 {
696 .name = "imx1-cspi",
697 .driver_data = (kernel_ulong_t) &imx1_cspi_devtype_data,
698 }, {
699 .name = "imx21-cspi",
700 .driver_data = (kernel_ulong_t) &imx21_cspi_devtype_data,
......
713 }, {
714 .name = "imx6ul-ecspi",
715 .driver_data = (kernel_ulong_t) &imx6ul_ecspi_devtype_data,
716 }, {
717 /* sentinel */
718 }
719 };
720
721 static const struct of_device_id spi_imx_dt_ids[] = {
722 { .compatible = "fsl,imx1-cspi", .data =
&imx1_cspi_devtype_data, },
......
728 { .compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", .data =
&imx6ul_ecspi_devtype_data, },
729 { /* sentinel */ }
730 };
731 MODULE_DEVICE_TABLE(of, spi_imx_dt_ids);
......
1338 static struct platform_driver spi_imx_driver = {
1339 .driver = {
1340 .name = DRIVER_NAME,
1341 .of_match_table = spi_imx_dt_ids,
1342 .pm = IMX_SPI_PM,
1343 },
1344 .id_table = spi_imx_devtype,
1345 .probe = spi_imx_probe,
1346 .remove = spi_imx_remove,
1347 };
1348 module_platform_driver(spi_imx_driver);

第 714 行，spi_imx_devtype 为 SPI 无设备树匹配表。

第 721 行，spi_imx_dt_ids 为 SPI 设备树匹配表。

第 728 行，“fsl,imx6ul-ecspi”匹配项，因此可知 I.MX6U 的 ECSPI 驱动就是 spi-imx.c 这个 文件。

第 1338~1347 行，platform_driver 驱动框架，和 I2C 的适配器驱动一样，SPI 主机驱动器采 用了 platfom 驱动框架。当设备和驱动匹配成功以后 spi_imx_probe 函数就会执行。 spi_imx_probe 函数会从设备树中读取相应的节点属性值，申请并初始化 spi_master，最后 调用 spi_bitbang_start 函数(spi_bitbang_start 会调用 spi_register_master 函数)向 Linux 内核注册 spi_master。 对于 I.MX6U 来讲，SPI 主机的最终数据收发函数为 spi_imx_transfer，此函数通过如下层 层调用最终实现 SPI 数据发送：

spi_imx_transfer
    -> spi_imx_pio_transfer
        -> spi_imx_push
            -> spi_imx->tx

spi_imx 是个 spi_imx_data 类型的机构指针变量，其中 tx 和 rx 这两个成员变量分别为 SPI 数据发送和接收函数。I.MX6U SPI 主机驱动会维护一个 spi_imx_data 类型的变量 spi_imx，并 且使用 spi_imx_setupxfer 函数来设置 spi_imx 的 tx 和 rx 函数。根据要发送的数据数据位宽的不 同，分别有 8 位、16 位和 32 位的发送函数，如下所示：

spi_imx_buf_tx_u8
spi_imx_buf_tx_u16
spi_imx_buf_tx_u32

同理，也有 8 位、16 位和 32 位的数据接收函数，如下所示：

spi_imx_buf_rx_u8
spi_imx_buf_rx_u16
spi_imx_buf_rx_u32

我们就以 spi_imx_buf_tx_u8 这个函数为例，看看，一个自己的数据发送是怎么完成的，在 spi-imx.c 文件中找到如下所示内容：

152 #define MXC_SPI_BUF_TX(type) \
153 static void spi_imx_buf_tx_##type(struct spi_imx_data *spi_imx) \
154 { \
155 type val = 0; \
156 \
157 if (spi_imx->tx_buf) { \
158 val = *(type *)spi_imx->tx_buf; \
159 spi_imx->tx_buf += sizeof(type); \
160 } \
161 \
162 spi_imx->count -= sizeof(type); \
163 \
164 writel(val, spi_imx->base + MXC_CSPITXDATA); \
165 }
166
167 MXC_SPI_BUF_RX(u8)
168 MXC_SPI_BUF_TX(u8)

从示例代码 62.2.3 可以看出，spi_imx_buf_tx_u8 函数是通过 MXC_SPI_BUF_TX 宏来实现 的。第 164 行就是将要发送的数据值写入到 ECSPI 的 TXDATA 寄存器里面去，这和我们 SPI 裸 机实验的方法一样。将第 168 行的 MXC_SPI_BUF_TX(u8)展开就是 spi_imx_buf_tx_u8 函数。 其他的 tx 和 rx 函数都是这样实现的，这里就不做介绍了。关于 I.MX6U 的主机驱动程序就讲 解到这里，基本套路和 I2C 的适配器驱动程序类似。

3：SPI 设备驱动编写流程

3.1:SPI 设备信息描述

3.1.1:IO 的 pinctrl 子节点创建与修改

首先肯定是根据所使用的 IO 来创建或修改 pinctrl 子节点，这个没什么好说的，唯独要注意的就是检查相应的 IO 有没有被其他的设备所使用，如果有的话需要将其删除掉

3.1.2:SPI 设备节点的创建与修改

采用设备树的情况下，SPI 设备信息描述就通过创建相应的设备子节点来完成，我们可以 打开 imx6qdl-sabresd.dtsi 这个设备树头文件，在此文件里面找到如下所示内容：

308 &ecspi1 {
309 fsl,spi-num-chipselects = <1>;
310 cs-gpios = <&gpio4 9 0>;
311 pinctrl-names = "default";
312 pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi1>;
313 status = "okay";
314
315 flash: m25p80@0 {
316 #address-cells = <1>;
317 #size-cells = <1>;
318 compatible = "st,m25p32";
319 spi-max-frequency = <20000000>;
320 reg = <0>;
321 };
322 };

示例代码 62.3.1.1 是 I.MX6Q 的一款板子上的一个 SPI 设备节点，在这个板子的 ECSPI 接 口上接了一个 m25p80，这是一个 SPI 接口的设备。

第 309 行，设置“fsl,spi-num-chipselects”属性为 1，表示只有一个设备。

第 310 行，设置“cs-gpios”属性，也就是片选信号为 GPIO4_IO09。

第 311 行，设置“pinctrl-names”属性，也就是 SPI 设备所使用的 IO 名字。

第 312 行，设置“pinctrl-0”属性，也就是所使用的 IO 对应的 pinctrl 节点。

第 313 行，将 ecspi1 节点的“status”属性改为“okay”。

第 315~320 行，ecspi1 下的 m25p80 设备信息，每一个 SPI 设备都采用一个子节点来描述 其设备信息。

第 315 行的“m25p80@0”后面的“0”表示 m25p80 的接到了 ECSPI 的通道 0 上。这个要根据自己的具体硬件来设置。

第 318 行，SPI 设备的 compatible 属性值，用于匹配设备驱动。

第 319 行，“spi-max-frequency”属性设置 SPI 控制器的最高频率，这个要根据所使用的 SPI 设备来设置，比如在这里将 SPI 控制器最高频率设置为 20MHz。

第 320 行，reg 属性设置 m25p80 这个设备所使用的 ECSPI 通道，和“m25p80@0”后面的 “0”一样。 我们一会在编写 ICM20608 的设备树节点信息的时候就参考示例代码 62.3.1.1 中的内容即 可。

3.2:SPI 设备数据收发处理流程

SPI 设备驱动的核心是 spi_driver，这个我们已经在 62.1.2 小节讲过了。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，结构体内容如下

603 struct spi_transfer {
604 /* it's ok if tx_buf == rx_buf (right?)
605 * for MicroWire, one buffer must be null
606 * buffers must work with dma_*map_single() calls, unless
607 * spi_message.is_dma_mapped reports a pre-existing mapping
608 */
609 const void *tx_buf;
610 void *rx_buf;
611 unsigned len;
612
613 dma_addr_t tx_dma;
614 dma_addr_t rx_dma;
615 struct sg_table tx_sg;
616 struct sg_table rx_sg;
617
618 unsigned cs_change:1;
619 unsigned tx_nbits:3;
620 unsigned rx_nbits:3;
621 #define SPI_NBITS_SINGLE 0x01 /* 1bit transfer */
622 #define SPI_NBITS_DUAL 0x02 /* 2bits transfer */
623 #define SPI_NBITS_QUAD 0x04 /* 4bits transfer */
624 u8 bits_per_word;
625 u16 delay_usecs;
626 u32 speed_hz;
627
628 struct list_head transfer_list;
629 };

第 609 行，tx_buf 保存着要发送的数据。（指针前面加了一个const表示指针指向一个常量，这个值不能改。也就是固定指向）

第 610 行，rx_buf 用于保存接收到的数据。

第 611 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，内容如下：

660 struct spi_message {
661 struct list_head transfers;
662
663 struct spi_device *spi;
664
665 unsigned is_dma_mapped:1;
......
678 /* completion is reported through a callback */
679 void (*complete)(void *context);
680 void *context;
681 unsigned frame_length;
682 unsigned actual_length;
683 int status;
684
685 /* for optional use by whatever driver currently owns the
686 * spi_message ... between calls to spi_async and then later
687 * complete(), that's the spi_master controller driver.
688 */
689 struct list_head queue;
690 void *state;
691 };

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)

函数参数和返回值含义如下：

m：要初始化的 spi_message。

返回值：无。

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：

跟i2c的msg很像是吧，i2c要指定读还是写，从机地址，发送长度，读取或发送的地址

void spi_message_add_tail(struct spi_transfer *t, struct spi_message *m)

函数参数和返回值含义如下

： t：要添加到队列中的 spi_transfer。

m：spi_transfer 要加入的 spi_message。

返回值：无。

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)

函数参数和返回值含义如下：

spi：要进行数据传输的 spi_device。

message：要传输的 spi_message。

返回值：无。

异步传输不会阻塞的等到 SPI 数据传输完成，异步传输需要设置 spi_message 中的 complete 成员变量，complete 是一个回调函数，当 SPI 异步传输完成以后此函数就会被调用。SPI 异步传 输函数为 spi_async，函数原型如下：

int spi_async(struct spi_device *spi, struct spi_message *message)

函数参数和返回值含义如下：

spi：要进行数据传输的 spi_device。

message：要传输的 spi_message。

返回值：无。

在本章实验中，我们采用同步传输方式来完成 SPI 数据的传输工作，也就是 spi_sync 函数。 综上所述，SPI 数据传输步骤如下：

①、申请并初始化 spi_transfer，设置 spi_transfer 的 tx_buf 成员变量，tx_buf 为要发送的数 据。然后设置 rx_buf 成员变量，rx_buf 保存着接收到的数据。最后设置 len 成员变量，也就是 要进行数据通信的长度。

②、使用 spi_message_init 函数初始化 spi_message。

③、使用spi_message_add_tail函数将前面设置好的spi_transfer添加到spi_message队列中。 ④、使用 spi_sync 函数完成 SPI 数据同步传输。 通过 SPI 进行 n 个字节的数据发送和接收的示例代码如下所示：

/* SPI 多字节发送 */
static int spi_send(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{
 int ret;
 struct spi_message m;
 
 struct spi_transfer t = {
 .tx_buf = buf,
 .len = len,
 };
 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); /* 同步传输 */
 return ret;
}
/* SPI 多字节接收 */
static int spi_receive(struct spi_device *spi, u8 *buf, int len)
{
 int ret;
 struct spi_message m;
 
 struct spi_transfer t = {
 .rx_buf = buf,
 .len = len,
 };
 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); /* 同步传输 */
 return ret;
}

4：试验程序编写

其实mini也没有这个传感器，可以自己用杜邦线外扩一个，当然要在设备树内保证所用IO没被其他外设占用。片选的化就默认接地，然后就是那两根数据线，和一个VCC了。

原来学stm32的w25q64模块就可以接。i2c是那个ATc02好像，一个是flash一个是eeprom

4.1：修改设备树

4.1.1：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：

1 pinctrl_ecspi3: icm20608 {
2 fsl,pins = <
3 MX6UL_PAD_UART2_TX_DATA__GPIO1_IO20 0x10b0 /* CS */
4 MX6UL_PAD_UART2_RX_DATA__ECSPI3_SCLK 0x10b1 /* SCLK */
5 MX6UL_PAD_UART2_RTS_B__ECSPI3_MISO 0x10b1 /* MISO */
6 MX6UL_PAD_UART2_CTS_B__ECSPI3_MOSI 0x10b1 /* MOSI */
7 >;
8 };

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。

4.1.2：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：

1 &ecspi3 {
2 fsl,spi-num-chipselects = <1>;
3 cs-gpios = <&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;
4 pinctrl-names = "default";
5 pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi3>;
6 status = "okay";
7 
8 spidev: icm20608@0 {
9 compatible = "alientek,icm20608";
10 spi-max-frequency = <8000000>;
11 reg = <0>;
12 };
13 };

第 2 行，设置当前片选数量为 1，因为就只接了一个 ICM20608。

第 3 行，一定要使用 “cs-gpios”属性来描述片选引脚，SPI 主机驱动就会控制片选引脚。

第 5 行，设置 IO 要使用的 pinctrl 子节点，也就是我们在示例代码 62.5.1.1 中新建的 pinctrl_ecspi3。

第 6 行，imx6ull.dtsi 文件中默认将 ecspi3 节点状态(status)设置为“disable”，这里我们要将 其改为“okay”。

第 8~12 行，icm20608 设备子节点，因为 icm20608 连接在 ECSPI3 的第 0 个通道上，因此 @后面为 0。第 9 行设置节点属性兼容值为“alientek,icm20608”，

第 10 行设置 SPI 最大时钟频 率为 8MHz，这是 ICM20608 的 SPI 接口所能支持的最大的时钟频率。

第 11 行，icm20608 连接 在通道 0 上，因此 reg 为 0。 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。

4.2：编写 ICM20608 驱动

新建名为“22_spi”的文件夹，然后在 22_spi 文件夹里面创建 vscode 工程，工作区命名为 “spi”。工程创建好以后新建 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。先在 icm20608reg.h 中定义好 ICM20608 的寄存器，输入如下内容(有省略，完整的内容请参考例程)：

#ifndef ICM20608_H
#define ICM20608_H
/***************************************************************
Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
文件名		: icm20608reg.h
作者	  	: 左忠凯
版本	   	: V1.0
描述	   	: ICM20608寄存器地址描述头文件
其他	   	: 无
论坛 	   	: www.openedv.com
日志	   	: 初版V1.0 2019/9/2 左忠凯创建
***************************************************************/
#define ICM20608G_ID			0XAF	/* ID值 */
#define ICM20608D_ID			0XAE	/* ID值 */
 
/* 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
 

接下来继续编写 icm20608.c 文件，因为 icm20608.c 文件内容比较长，因此这里就将其分开 来讲解。

4.2.1：icm20608 设备结构体创建

首先创建一个 icm20608 设备结构体，如下所示：

#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/semaphore.h>
#include <linux/timer.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/io.h>
#include "icm20608reg.h"
/***************************************************************
Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
文件名		: icm20608.c
作者	  	: 左忠凯
版本	   	: V1.0
描述	   	: ICM20608 SPI驱动程序
其他	   	: 无
论坛 	   	: www.openedv.com
日志	   	: 初版V1.0 2019/9/2 左忠凯创建
***************************************************************/
#define ICM20608_CNT	1
#define ICM20608_NAME	"icm20608"
 
struct icm20608_dev {
	dev_t devid;				/* 设备号 	 */
	struct cdev cdev;			/* cdev 	*/
	struct class *class;		/* 类 		*/
	struct device *device;		/* 设备 	 */
	struct device_node	*nd; 	/* 设备节点 */
	int major;					/* 主设备号 */
	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 			*/
};
 
static struct icm20608_dev icm20608dev;

icm20608 的设备结构体 icm20608_dev 没什么好讲的，重点看一下第 44 行的 private_data， 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。

4.2.2：icm20608 的 spi_driver 注册与注销

对于 SPI 设备驱动，首先就是要初始化并向系统注册 spi_driver，icm20608 的 spi_driver 初 始化、注册与注销代码如下：

 
/* 传统匹配方式ID列表 */
static const 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" },
	{ /* Sentinel */ }
};
 
/* 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,
};
		   
/*
 * @description	: 驱动入口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static int __init icm20608_init(void)
{
	return spi_register_driver(&icm20608_driver);
}
 
/*
 * @description	: 驱动出口函数
 * @param 		: 无
 * @return 		: 无
 */
static void __exit icm20608_exit(void)
{
	spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
}
 
module_init(icm20608_init);
module_exit(icm20608_exit);
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");

第 2~5 行，传统的设备和驱动匹配表。

第 8~11 行，设备树的设备与驱动匹配表，这里只有一个匹配项：“alientek,icm20608”。

第 14~23 行，icm20608 的 spi_driver 结构体变量，当 icm20608 设备和此驱动匹配成功以后 第 15 行的 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。

第 30~33 行，icm20608_init 函数为 icm20608 的驱动入口函数，在此函数中使用 spi_register_driver 向 Linux 系统注册上面定义的 icm20608_driver。

第 40~43 行，icm20608_exit 函数为 icm20608 的驱动出口函数，在此函数中使用 spi_unregister_driver 注销掉前面注册的 icm20608_driver。

4.2.3：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 - client  : i2c设备
  * @param - id      : i2c设备ID
  * 
  */	
static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
{
	/* 1、构建设备号 */
	if (icm20608dev.major) {
		icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major, 0);
		register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
	} else {
		alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid, 0, ICM20608_CNT, ICM20608_NAME);
		icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);
	}
 
	/* 2、注册设备 */
	cdev_init(&icm20608dev.cdev, &icm20608_ops);
	cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
 
	/* 3、创建类 */
	icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);
	if (IS_ERR(icm20608dev.class)) {
		return PTR_ERR(icm20608dev.class);
	}
 
	/* 4、创建设备 */
	icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class, NULL, icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);
	if (IS_ERR(icm20608dev.device)) {
		return PTR_ERR(icm20608dev.device);
	}
 
	/*初始化spi_device */
	spi->mode = SPI_MODE_0;	/*MODE0，CPOL=0，CPHA=0*/
	spi_setup(spi);
	icm20608dev.private_data = spi; /* 设置私有数据 */
 
	/* 初始化ICM20608内部寄存器 */
	icm20608_reginit();		
	return 0;
}
 
/*
 * @description     : i2c驱动的remove函数，移除i2c驱动的时候此函数会执行
 * @param - client 	: i2c设备
 * @return          : 0，成功;其他负值,失败
 */
static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
{
	/* 删除设备 */
	cdev_del(&icm20608dev.cdev);
	unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
 
	/* 注销掉类和设备 */
	device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);
	class_destroy(icm20608dev.class);
	return 0;
}

第 8~43 行，probe 函数，当设备与驱动匹配成功以后此函数就会执行，第 10~33 行都是标 准的注册字符设备驱动。

第 36 行，设置 SPI 为模式 0，也就是 CPOL=0，CPHA=0。（空闲状态低电平，第一个前沿采样（也就是上升沿））

第 37 行，设置好 spi_device 以后需要使用 spi_setup 配置一下。 第 38 行，设置 icm20608dev 的 private_data 成员变量为 spi_device。

第 41 行，调用 icm20608_reginit 函数初始化 ICM20608，主要是初始化 ICM20608 指定寄 存器。

第 50~60 行，icm20608_remove 函数，注销驱动的时候此函数就会执行。

4.2.4：icm20608 寄存器读写与初始化

/*
 * @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 */			
	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, u8 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;
}
 
/*
 * @description	: 向icm20608指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器
 * @param - dev:  icm20608设备
 * @param - reg:  要写的寄存器
 * @param - data: 要写入的值
 * @return   :    无
 */	
 
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]);
}

第 9~50 行，icm20608_read_regs 函数，从 icm20608 中读取连续多个寄存器数据；注意： 在本实验中，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 31 行设置第一个数据 bit7 位 1，表示读操作。

第 60~96 行，icm20608_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。

第 104~109 行，icm20608_read_onereg 函数，读取 icm20608 指定寄存器数据。

第 119~123 行，icm20608_write_onereg 函数，向 icm20608 指定寄存器写入数据。

第 131~143 行，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。

第 150~170 行，icm20608_reginit 函数，初始化 icm20608，和我们 spi 裸机实验里面的初始 化过程一样。

4.2.5：字符设备驱动框架

icm20608 的字符设备驱动框架如下：

/*
 * @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; /* 设置私有数据 */
	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;
}
 
/*
 * @description		: 关闭/释放设备
 * @param - filp 	: 要关闭的设备文件(文件描述符)
 * @return 			: 0 成功;其他 失败
 */
static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
	return 0;
}
 
/* icm20608操作函数 */
static const struct file_operations icm20608_ops = {
	.owner = THIS_MODULE,
	.open = icm20608_open,
	.read = icm20608_read,
	.release = icm20608_release,
};

字符设备驱动框架没什么好说的，重点是第 22~38 行的 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。大家注意，在内核 中尽量不要使用浮点运算，所以不要在驱动将 icm20608 的原始值转换为对应的实际值，因为会 涉及到浮点计算。

4.3：编写测试 APP

新建 icm20608App.c 文件，然后在里面输入如下所示内容：

#include "stdio.h"
#include "unistd.h"
#include "sys/types.h"
#include "sys/stat.h"
#include "sys/ioctl.h"
#include "fcntl.h"
#include "stdlib.h"
#include "string.h"
#include <poll.h>
#include <sys/select.h>
#include <sys/time.h>
#include <signal.h>
#include <fcntl.h>
/***************************************************************
Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
文件名		: icm20608App.c
作者	  	: 左忠凯
版本	   	: V1.0
描述	   	: icm20608设备测试APP。
其他	   	: 无
使用方法	 ：./icm20608App /dev/icm20608
论坛 	   	: www.openedv.com
日志	   	: 初版V1.0 2019/9/20 左忠凯创建
***************************************************************/
 
/*
 * @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;
}
 

第 60~91 行，在 while 循环中每隔 100ms 从 icm20608 中读取一次数据，读取到 icm20608 原始数据以后将其转换为实际值，比如陀螺仪就是角速度、加速度计就是 g 值。注意，我们在 icm20608 驱动中将陀螺仪和加速度计的测量范围全部设置到了最大，分别为±2000 和±16g。 因此，在计算实际值的时候陀螺仪使用 16.4，加速度计使用 2048。最终将传感器原始数据和得 到的实际值显示在终端上。

5：运行测试

5.1：编写 Makefile 文件

编写 Makefile 文件，本章实验的 Makefile 文件和第四十章实验基本一样，只是将 obj-m 变 量的值改为“icm20608.o”，Makefile 内容如下所示：

KERNELDIR := /home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
CURRENT_PATH := $(shell pwd)
 
obj-m := icm20608.o
 
build: kernel_modules
 
kernel_modules:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) modules
 
clean:
	$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

第 4 行，设置 obj-m 变量的值为“icm20608.o”。

5.2：编译测试 APP

在 icm20608App.c 这个测试 APP 中我们用到了浮点计算，而 I.MX6U 是支持硬件浮点的， 因此我们在编译 icm20608App.c 的时候就可以使能硬件浮点，这样可以加速浮点计算。使能硬 件浮点很简单，在编译的时候加入如下参数即可：

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

输入如下命令使能硬件浮点编译 icm20608App.c 这个测试程序：

arm-linux-gnueabihf-gcc -march=armv7-a -mfpu=neon -mfloat-abi=hard icm20608App.c -o 
icm20608App

编译成功以后就会生成 icm20608App 这个应用程序，那么究竟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

结果如图 62.6.1.1 所示：

从图 62.6.1.1 可以看出 FPU 架构为 VFPv3，SIMD 使用了 NEON，并且使用了 SP 和 DP， 说明 icm20608App 这个应用程序使用了硬件浮点。

6：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。输入如下命令 加载 icm20608.ko 这个驱动模块。

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe icm20608.ko //加载驱动模块

当驱动模块加载成功以后使用 icm20608App 来测试，输入如下命令：

./icm20608App /dev/icm20608

可以看出，开发板静止状态下，Z 轴方向的加速度在 1g 左右，这个就是重力加速度。对于 陀螺仪来讲，静止状态下三轴的角速度应该在 0°/S 左右。ICM20608 内温度传感器采集到的温 度在 30 多度左右，大家可以晃动一下开发板，这个时候陀螺仪和加速度计的值就会有变化。 

本文仅在记录学习正点原子imx6ull-mini开发板的过程，不做他用。