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.MX6U-ALPHA 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。
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。
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、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。
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。
spi 设备驱动和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：
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。
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。
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：
示例代码62.2.1 imx6ull.dtsi 文件中的ecspi3 节点内容
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：
示例代码62.2.2 spi_imx_driver 结构体
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：
示例代码62.2.3 spi_imx_buf_tx_u8 函数
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。
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！
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：
示例代码62.3.1.1 m25p80 设备节点
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。
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：
示例代码62.3.2.1 spi_transfer 结构体
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。
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：
示例代码62.3.2.2 spi_message 结构体
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：
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 准备好以后就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：
示例代码62.3.2.3 SPI 数据读写操作
/* 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;
}
本章实验硬件原理图参考26.2 小节即可。
本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 2、Linux 驱动例程-> 22_spi。
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：
示例代码62.5.1.1 icm20608 IO 节点信息
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。
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：
示例代码62.5.1.2 向ecspi3 节点加入icm20608 信息
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。
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。
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：
示例代码62.5.2.2 icm20608 设备结构体创建
1 #include <linux/types.h>
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/delay.h>
......
22 #include <asm/io.h>
23 #include "icm20608reg.h"
24 /***************************************************************
25 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
26 文件名: icm20608.c
27 作者: 左忠凯
28 版本: V1.0
29 描述: ICM20608 SPI驱动程序
30 其他: 无
31 论坛: www.openedv.com
32 日志: 初版V1.0 2019/9/2 左忠凯创建
33 ***************************************************************/
34 #define ICM20608_CNT 1
35 #define ICM20608_NAME "icm20608"
36
37 struct icm20608_dev {
38 dev_t devid; /* 设备号*/
39 struct cdev cdev; /* cdev */
40 struct class *class; /* 类*/
41 struct device *device; /* 设备*/
42 struct device_node *nd; /* 设备节点*/
43 int major; /* 主设备号*/
44 void *private_data; /* 私有数据*/
45 int cs_gpio; /* 片选所使用的GPIO编号*/
46 signed int gyro_x_adc; /* 陀螺仪X轴原始值*/
47 signed int gyro_y_adc; /* 陀螺仪Y轴原始值*/
48 signed int gyro_z_adc; /* 陀螺仪Z轴原始值*/
49 signed int accel_x_adc; /* 加速度计X轴原始值*/
50 signed int accel_y_adc; /* 加速度计Y轴原始值*/
51 signed int accel_z_adc; /* 加速度计Z轴原始值*/
52 signed int temp_adc; /* 温度原始值*/
53 };
54
55 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。
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：
示例代码62.5.2.3 icm20608 的spi_driver 初始化、注册与注销
1 /* 传统匹配方式ID列表*/
2 static const struct spi_device_id icm20608_id[] = {
3 {"alientek,icm20608", 0},
4 {}
5 };
6
7 /* 设备树匹配列表*/
8 static const struct of_device_id icm20608_of_match[] = {
9 { .compatible = "alientek,icm20608" },
10 { /* Sentinel */ }
11 };
12
13 /* SPI驱动结构体*/
14 static struct spi_driver icm20608_driver = {
15 .probe = icm20608_probe,
16 .remove = icm20608_remove,
17 .driver = {
18 .owner = THIS_MODULE,
19 .name = "icm20608",
20 .of_match_table = icm20608_of_match,
21 },
22 .id_table = icm20608_id,
23 };
24
25 /*
26 * @description : 驱动入口函数
27 * @param : 无
28 * @return : 无
29 */
30 static int __init icm20608_init(void)
31 {
32 return spi_register_driver(&icm20608_driver);
33 }
34
35 /*
36 * @description : 驱动出口函数
37 * @param : 无
38 * @return : 无
39 */
40 static void __exit icm20608_exit(void)
41 {
42 spi_unregister_driver(&icm20608_driver);
43 }
44
45 module_init(icm20608_init);
46 module_exit(icm20608_exit);
47 MODULE_LICENSE("GPL");
48 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。
3、probe&remove 函数
icm20608_driver 中的probe 和remove 函数内容如下所示：
示例代码62.5.2.4 probe 和remove 函数
1 /*
2 * @description : spi驱动的probe函数，当驱动与
3 * 设备匹配以后此函数就会执行
4 * @param - client : i2c设备
5 * @param - id : i2c设备ID
6 *
7 */
8 static int icm20608_probe(struct spi_device *spi)
9 {
10 /* 1、构建设备号*/
11 if (icm20608dev.major) {
12 icm20608dev.devid = MKDEV(icm20608dev.major, 0);
13 register_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT,
ICM20608_NAME);
14 } else {
15 alloc_chrdev_region(&icm20608dev.devid, 0, ICM20608_CNT,
ICM20608_NAME);
16 icm20608dev.major = MAJOR(icm20608dev.devid);
17 }
18
19 /* 2、注册设备*/
20 cdev_init(&icm20608dev.cdev, &icm20608_ops);
21 cdev_add(&icm20608dev.cdev, icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
22
23 /* 3、创建类*/
24 icm20608dev.class = class_create(THIS_MODULE, ICM20608_NAME);
25 if (IS_ERR(icm20608dev.class)) {
26 return PTR_ERR(icm20608dev.class);
27 }
28
29 /* 4、创建设备*/
30 icm20608dev.device = device_create(icm20608dev.class, NULL,
icm20608dev.devid, NULL, ICM20608_NAME);
31 if (IS_ERR(icm20608dev.device)) {
32 return PTR_ERR(icm20608dev.device);
33 }
34
35 /*初始化spi_device */
36 spi->mode = SPI_MODE_0; /*MODE0，CPOL=0，CPHA=0*/
37 spi_setup(spi);
38 icm20608dev.private_data = spi; /* 设置私有数据*/
39
40 /* 初始化ICM20608内部寄存器*/
41 icm20608_reginit();
42 return 0;
43 }
44
45 /*
46 * @description : i2c驱动的remove函数，移除i2c驱动的时候此函数会执行
47 * @param - client : i2c设备
48 * @return : 0，成功;其他负值,失败
49 */
50 static int icm20608_remove(struct spi_device *spi)
51 {
52 /* 删除设备*/
53 cdev_del(&icm20608dev.cdev);
54 unregister_chrdev_region(icm20608dev.devid, ICM20608_CNT);
55
56 /* 注销掉类和设备*/
57 device_destroy(icm20608dev.class, icm20608dev.devid);
58 class_destroy(icm20608dev.class);
59 return 0;
60 }
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。
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、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：
示例代码62.5.2.5 icm20608 寄存器读写以及出初始化
1 /*
2 * @description : 从icm20608读取多个寄存器数据
3 * @param – dev : icm20608设备
4 * @param – reg : 要读取的寄存器首地址
5 * @param – val : 读取到的数据
6 * @param – len : 要读取的数据长度
7 * @return : 操作结果
8 */
9 static int icm20608_read_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,
void *buf, int len)
10 {
11
12 int ret = -1;
13 unsigned char txdata[1];
14 unsigned char * rxdata;
15 struct spi_message m;
16 struct spi_transfer *t;
17 struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
18
19 t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);
20 if(!t) {
21 return -ENOMEM;
22 }
23
24 rxdata = kzalloc(sizeof(char) * len, GFP_KERNEL); /* 申请内存*/
25 if(!rxdata) {
26 goto out1;
27 }
28
29 /* 一共发送len+1个字节的数据，第一个字节为
30 寄存器首地址，一共要读取len个字节长度的数据，*/
31 txdata[0] = reg | 0x80; /* 写数据的时候首寄存器地址bit8要置1 */
32 t->tx_buf = txdata; /* 要发送的数据*/
33 t->rx_buf = rxdata; /* 要读取的数据*/
34 t->len = len+1; /* t->len=发送的长度+读取的长度*/
35 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
36 spi_message_add_tail(t, &m);
37 ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步发送*/
38 if(ret) {
39 goto out2;
40 }
41
42 memcpy(buf , rxdata+1, len); /* 只需要读取的数据*/
43
44 out2:
45 kfree(rxdata); /* 释放内存*/
46 out1:
47 kfree(t); /* 释放内存*/
48
49 return ret;
50 }
51
52 /*
53 * @description : 向icm20608多个寄存器写入数据
54 * @param – dev : icm20608设备
55 * @param – reg : 要写入的寄存器首地址
56 * @param – val : 要写入的数据缓冲区
57 * @param – len : 要写入的数据长度
58 * @return : 操作结果
59 */
60 static s32 icm20608_write_regs(struct icm20608_dev *dev, u8 reg,
u8 *buf, u8 len)
61 {
62 int ret = -1;
63 unsigned char *txdata;
64 struct spi_message m;
65 struct spi_transfer *t;
66 struct spi_device *spi = (struct spi_device *)dev->private_data;
67
68 t = kzalloc(sizeof(struct spi_transfer), GFP_KERNEL);
69 if(!t) {
70 return -ENOMEM;
71 }
72
73 txdata = kzalloc(sizeof(char)+len, GFP_KERNEL);
74 if(!txdata) {
75 goto out1;
76 }
77
78 /* 一共发送len+1个字节的数据，第一个字节为
79 寄存器首地址，len为要写入的寄存器的集合，*/
80 *txdata = reg & ~0x80; /* 写数据的时候首寄存器地址bit8要清零*/
81 memcpy(txdata+1, buf, len); /* 把len个寄存器拷贝到txdata里*/
82 t->tx_buf = txdata; /* 要发送的数据*/
83 t->len = len+1; /* t->len=发送的长度+读取的长度*/
84 spi_message_init(&m); /* 初始化spi_message */
85 spi_message_add_tail(t, &m);
86 ret = spi_sync(spi, &m); /* 同步发送*/
87 if(ret) {
88 goto out2;
89 }
90
91 out2:
92 kfree(txdata); /* 释放内存*/
93 out1:
94 kfree(t); /* 释放内存*/
95 return ret;
96 }
97
98 /*
99 * @description : 读取icm20608指定寄存器值，读取一个寄存器
100 * @param – dev : icm20608设备
101 * @param – reg : 要读取的寄存器
102 * @return : 读取到的寄存器值
103 */
104 static unsigned char icm20608_read_onereg(struct icm20608_dev *dev,
u8 reg)
105 {
106 u8 data = 0;
107 icm20608_read_regs(dev, reg, &data, 1);
108 return data;
109 }
110
111 /*
112 * @description : 向icm20608指定寄存器写入指定的值，写一个寄存器
113 * @param – dev : icm20608设备
114 * @param – reg : 要写的寄存器
115 * @param – data : 要写入的值
116 * @return : 无
117 */
118
119 static void icm20608_write_onereg(struct icm20608_dev *dev, u8 reg, u8 value)
120 {
121 u8 buf = value;
122 icm20608_write_regs(dev, reg, &buf, 1);
123 }
124
125 /*
126 * @description : 读取ICM20608的数据，读取原始数据，包括三轴陀螺仪、
127 * : 三轴加速度计和内部温度。
128 * @param - dev : ICM20608设备
129 * @return : 无。
130 */
131 void icm20608_readdata(struct icm20608_dev *dev)
132 {
133 unsigned char data[14] = { 0 };
134 icm20608_read_regs(dev, ICM20_ACCEL_XOUT_H, data, 14);
135
136 dev->accel_x_adc = (signed short)((data[0] << 8) | data[1]);
137 dev->accel_y_adc = (signed short)((data[2] << 8) | data[3]);
138 dev->accel_z_adc = (signed short)((data[4] << 8) | data[5]);
139 dev->temp_adc = (signed short)((data[6] << 8) | data[7]);
140 dev->gyro_x_adc = (signed short)((data[8] << 8) | data[9]);
141 dev->gyro_y_adc = (signed short)((data[10] << 8) | data[11]);
142 dev->gyro_z_adc = (signed short)((data[12] << 8) | data[13]);
143 }
144
145 /*
146 * ICM20608内部寄存器初始化函数
147 * @param : 无
148 * @return : 无
149 */
150 void icm20608_reginit(void)
151 {
152 u8 value = 0;
153
154 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x80);
155 mdelay(50);
156 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_1, 0x01);
157 mdelay(50);
158
159 value = icm20608_read_onereg(&icm20608dev, ICM20_WHO_AM_I);
160 printk("ICM20608 ID = %#X\r\n", value);
161
162 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_SMPLRT_DIV, 0x00);
163 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_GYRO_CONFIG, 0x18);
164 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG, 0x18);
165 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_CONFIG, 0x04);
166 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_ACCEL_CONFIG2, 0x04);
167 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_PWR_MGMT_2, 0x00);
168 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_LP_MODE_CFG, 0x00);
169 icm20608_write_onereg(&icm20608dev, ICM20_FIFO_EN, 0x00);
170 }
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。
5、字符设备驱动框架
icm20608 的字符设备驱动框架如下：
示例代码62.5.2.6 icm20608 字符设备驱动
1 /*
2 * @description : 打开设备
3 * @param – inode : 传递给驱动的inode
4 * @param - filp : 设备文件，file结构体有个叫做pr似有ate_data的成员变量
5 * 一般在open的时候将private_data似有向设备结构体。
6 * @return : 0 成功;其他失败
7 */
8 static int icm20608_open(struct inode *inode, struct file *filp)
9 {
10 filp->private_data = &icm20608dev; /* 设置私有数据*/
11 return 0;
12 }
13
14 /*
15 * @description : 从设备读取数据
16 * @param - filp : 要打开的设备文件(文件描述符)
17 * @param - buf : 返回给用户空间的数据缓冲区
18 * @param - cnt : 要读取的数据长度
19 * @param - offt : 相对于文件首地址的偏移
20 * @return : 读取的字节数，如果为负值，表示读取失败
21 */
22 static ssize_t icm20608_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t cnt, loff_t *off)
23 {
24 signed int data[7];
25 long err = 0;
26 struct icm20608_dev *dev = (struct icm20608_dev *
)filp->private_data;
27
28 icm20608_readdata(dev);
29 data[0] = dev->gyro_x_adc;
30 data[1] = dev->gyro_y_adc;
31 data[2] = dev->gyro_z_adc;
32 data[3] = dev->accel_x_adc;
33 data[4] = dev->accel_y_adc;
34 data[5] = dev->accel_z_adc;
35 data[6] = dev->temp_adc;
36 err = copy_to_user(buf, data, sizeof(data));
37 return 0;
38 }
39
40 /*
41 * @description : 关闭/释放设备
42 * @param - filp : 要关闭的设备文件(文件描述符)
43 * @return : 0 成功;其他失败
44 */
45 static int icm20608_release(struct inode *inode, struct file *filp)
46 {
47 return 0;
48 }
49
50 /* icm20608操作函数*/
51 static const struct file_operations icm20608_ops = {
52 .owner = THIS_MODULE,
53 .open = icm20608_open,
54 .read = icm20608_read,
55 .release = icm20608_release,
56 };
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。
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。
1、编译驱动程序
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：
示例代码62.6.1.1 Makefile 文件
1 KERNELDIR := /home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
......
4 obj-m := icm20608.o
......
11 clean:
12 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean
第4 行，设置obj-m 变量的值为“icm20608.o”。
输入如下命令编译出驱动模块文件：
make -j32
编译成功以后就会生成一个名为“icm20608.ko”的驱动模块文件。
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。
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
测试APP 会不断的从ICM20608 中读取数据，然后输出到终端上，如图62.6.2.1 所示：
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。