如何修复Linux内核SPI驱动程序中始终无法验证的SPI驱动程序

Question

我正在运行使用Yocto（Pyro）构建的嵌入式Linux（4.14.16）。我正在使用具有i.MX6DL的自定义板上运行，SPI连接到FPGA（Xilinx Artix 7）。我目前正在编写一个类，它是抽象层的一部分，因此这段代码位于Linux驱动程序之上。它不是Linux设备驱动程序。 SPI工作;我可以使用shell脚本对FPGA进行编程，如果将回波数据输入到/dev/spi1.0（FPGA将SPI带到一个标头，我将其连接到分析器上），请查看SPI流量。

问题是当我使用我的驱动程序尝试读取FPGA中的寄存器时，它没有发送任何内容; SPI传输不会发生。

我稍微挖了一下Linux中的spidev和spi驱动程序，我看到它在__spi_validate评论下的drivers / spi / spi.c中的/* check transfer rx_nbits */调用失败了。什么控制这些位？我们电路板上的所有内容都是每个时钟的单个数据位，我们没有quad-spi。

这是有问题的代码：

#include "os/drivers/buses/linuxos/spi_driver.h"

#include <fcntl.h>
#include <sstream>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/spi/spidev.h>
#include <sys/ioctl.h>

namespace os
{
namespace drivers
{
namespace buses
{
namespace linuxos
{
spi_driver::spi_driver(int bus_id, int cs_index, std::uint32_t speed_bps) :
    m_speed_bps(speed_bps)
{
    std::stringstream descriptor;
    descriptor << "/dev/spidev" << bus_id << '.' << cs_index;
    m_device_file_descriptor = descriptor.str();
}

bool spi_driver::transfer(const unsigned char *out_data, unsigned char *in_data, size_t size_in_bytes)
{
    int spi_file_handle = open(m_device_file_descriptor.c_str(), O_RDWR);
    bool success = (spi_file_handle >= 0);

    if (success)
    {
        printf("spidev opened\n");
        struct spi_ioc_transfer transfer_parameters;
        transfer_parameters.tx_buf = reinterpret_cast<unsigned long>(out_data);
        transfer_parameters.rx_buf = reinterpret_cast<unsigned long>(in_data);
        transfer_parameters.len = size_in_bytes;
        transfer_parameters.speed_hz = m_speed_bps;
        transfer_parameters.bits_per_word = 0;
        // transfer_parameters.cs_change = 0;
        // transfer_parameters.delay_usecs = 0;

        int ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_MESSAGE(1), &transfer_parameters);

        printf("spidev ioctl returned %d\n", ioctl_return);

        success = (ioctl_return > 0);

        printf("Received data: ");
        for (unsigned int i = 0; i < size_in_bytes; i++)
        {
            printf("%02x ", in_data[i]);
        }
        printf("\n");
    }

    close(spi_file_handle);

    return success;
}
}
}
}
}

我不确定它是否相关（SPI似乎有用......）但这里是设备树的SPI部分。

&ecspi2 {
    cs-gpios = <&gpio5 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_ecspi2 &pinctrl_ecspi2_cs>;
    status = "okay";

    simulator-fpga {
        compatible = "mi,simulator-fpga";
        spi-max-frequency = <8000000>;
        reg = <0>;
    };
};

mi，simulator-fpga已添加到通用spidev驱动程序的兼容字符串中，因为如果直接使用spidev它会输出错误，但它是通用的spidev设备。

我确实尝试过只使用Linux读写功能（我看到了SPI分析仪上的流量），但我需要通过该方法无法完成的全双工传输。

编辑：如果有人想知道那些printf语句打印出来，这是我从那些得到的：

spidev opened
spidev ioctl returned -1
Received data: 00 00 00 00 00 00 00 00

Received数据是发送所需消息的正确长度。我不确定为什么返回值为-1，内核中spi.c中抛出的错误是-22（EINVAL / Invalid argument），如上所述。

Answer 1

所以我不确定为什么这是必需的，但这个版本的驱动程序似乎工作。我添加了this example.中的所有额外的ioctl虽然我的FPGA仍然不喜欢输出（即使它在3.14下工作正常），但它在逻辑分析仪和协议分析仪上看起来是正确的。

#include "os/drivers/buses/linuxos/spi_driver.h"

#include <fcntl.h>
#include <sstream>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/spi/spidev.h>
#include <sys/ioctl.h>

namespace os
{
namespace drivers
{
namespace buses
{
namespace linuxos
{
spi_driver::spi_driver(int bus_id, int cs_index, std::uint32_t speed_bps) :
    m_speed_bps(speed_bps)
{
    std::stringstream descriptor;
    descriptor << "/dev/spidev" << bus_id << '.' << cs_index;
    m_device_file_descriptor = descriptor.str();
}

bool spi_driver::transfer(const unsigned char *out_data, unsigned char *in_data, size_t size_in_bytes)
{
    int spi_file_handle = open(m_device_file_descriptor.c_str(), O_RDWR);
    bool success = (spi_file_handle >= 0);

    const std::uint8_t mode = 3;
    const std::uint8_t bits = 8;
    int ioctl_return = 0;

    if (success)
    {
        ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
        if (ioctl_return != 0)
            success = false;

        ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
        if (ioctl_return != 0)
            success = false;

        ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);
        if (ioctl_return != 0)
            success = false;

        ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &bits);
        if (ioctl_return != 0)
            success = false;

        ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &m_speed_bps);
        if (ioctl_return != 0)
            success = false;

        ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &m_speed_bps);
        if (ioctl_return != 0)
            success = false;
    }

    if (success)
    {
        struct spi_ioc_transfer tr;
        tr.tx_buf = reinterpret_cast<unsigned long>(out_data);
        tr.rx_buf = reinterpret_cast<unsigned long>(in_data);
        tr.len = size_in_bytes;
        tr.delay_usecs = 0;
        tr.speed_hz = 0;
        tr.bits_per_word = 0;

        ioctl_return = ioctl(spi_file_handle, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);
        success = (ioctl_return != 1);
    }

    close(spi_file_handle);

    return success;
}
}
}
}
}