RK3568驱动指南｜第十六篇 SPI-第189章 mcp2515驱动编写：读寄存器函数

瑞芯微RK3568芯片是一款定位中高端的通用型SOC，采用22nm制程工艺，搭载一颗四核Cortex-A55处理器和Mali G52 2EE 图形处理器。RK3568 支持4K 解码和 1080P 编码，支持SATA/PCIE/USB3.0 外围接口。RK3568内置独立NPU，可用于轻量级人工智能应用。RK3568 支持安卓 11 和 linux 系统，主要面向物联网网关、NVR 存储、工控平板、工业检测、工控盒、卡拉 OK、云终端、车载中控等行业。

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第189章 mcp2515驱动编写：读寄存器函数

在上个章节中编写了mcp2515的复位函数，但并不能判定mcp2515进入了复位状态，而在本章节将编写mcp2515的读寄存器函数，通过读取mcp2515 CAN状态寄存器的值，来确定当前SPI转CAN模块所处的工作模式。

189.1 理论分析

mcp2515 CAN状态寄存器相关描述如下图所示：

从上图可知，can状态寄存器的地址是0x0e，可以通过高三位来判断mcp2515芯片所处的模式，整理之后的匹配图如下所示：

当bit7-5位是0x0100时，就说明MCP2525处于配置模式下，在讲解复位函数的编写中提到MCP2515提供了一系列的SPI指令，通过向MCP2515发送SPI指令就可以完成复位、读、写等操作，具体的SPI指令表如下图所示：

根据SPI指令表可以得到读指令对应的指令格式为00000011，转换为16进制为0x03，所以只需要先向MCP2515写入0x03，然后就可以读取指定地址的寄存器数据了，编写读寄存器函数可以用到上一章讲解的先写后读spi_write_then_read函数，具体内容如下所示：

char mcp2515_read_reg(char reg) {
    char write_buf[] = {0x03, reg};  // SPI写缓冲区写入SPI读指令0x03
    char read_buf;                   // SPI读缓冲区
    int ret;

    ret = spi_write_then_read(spi_dev, write_buf, sizeof(write_buf), &read_buf, sizeof(read_buf));  // 调用SPI写读函数
    if (ret < 0) {
        printk("spi_write_then_read error\n");
        return ret;
    }

    return read_buf;
}

至此，关于MCP2515读寄存器函数就编写完成了，在下个小节将编写完整的驱动程序，对这两章填充的复位函数和都寄存器函数进行验证。

189.2 驱动程序编写

本实验驱动对应的网盘路径为：iTOP-3568开发板\03_【iTOP-RK3568开发板】指南教程\02_Linux驱动配套资料\04_Linux驱动程序\116_mcp2515_04\。

本实验将以187章编写完成的驱动程序为基础，添加了188章完善的复位函数以及上一小节填充的读寄存器函数，并在probe函数中对两个函数进行调用，从而验证两个函数编写的正确性。编写完成的mcp2515.c代码如下所示：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/spi/spi.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/kdev_t.h>

dev_t dev_num; // 设备号
struct cdev mcp2515_cdev; // 字符设备结构体
struct class *mcp2515_class; // 设备类
struct device *mcp2515_device; // 设备
struct spi_device *spi_dev; // SPI设备指针

// MCP2515芯片复位函数
void mcp2515_reset(void){
    int ret;
    char write_buf[] = {0xc0}; // 复位指令0x11000000即0xc0
    ret = spi_write(spi_dev, write_buf, sizeof(write_buf)); // 发送复位命令
    if(ret < 0){
        printk("spi_write is error\n"); // 打印错误信息
    }
}

// MCP2515读寄存器函数
char mcp2515_read_reg(char reg) {
    char write_buf[] = {0x03, reg};  // SPI写缓冲区写入SPI读指令0x03
    char read_buf;                   // SPI读缓冲区
    int ret;

    ret = spi_write_then_read(spi_dev, write_buf, sizeof(write_buf), &read_buf, sizeof(read_buf));  // 调用SPI写读函数
    if (ret < 0) {
        printk("spi_write_then_read error\n");
        return ret;
    }

    return read_buf;
}


// 打开设备文件的回调函数
int mcp2515_open(struct inode *inode, struct file *file) {
    return 0; // 返回成功
}

// 读取设备文件的回调函数
ssize_t mcp2515_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) {
    return 0; // 返回成功
}

// 写入设备文件的回调函数
ssize_t mcp2515_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset) {
    return 0; // 返回成功
}

// 关闭设备文件的回调函数
int mcp2515_release(struct inode *inode, struct file *file) {
    return 0; // 返回成功
}

// 设备文件操作集合
struct file_operations mcp2515_fops = {
    .open = mcp2515_open,
    .read = mcp2515_read,
    .write = mcp2515_write,
    .release = mcp2515_release,
};

// MCP2515设备初始化函数
int mcp2515_probe(struct spi_device *spi) {
    int ret, value;
    printk("This is mcp2515_probe\n");

spi_dev = spi; // 保存SPI设备指针
    // 分配字符设备号
    ret = alloc_chrdev_region(&dev_num, 0, 1, "mcp2515");
    if (ret < 0) {
        printk("alloc_chrdev_region error\n");
    }

    // 初始化字符设备
    cdev_init(&mcp2515_cdev, &mcp2515_fops);
    mcp2515_cdev.owner = THIS_MODULE;

    // 添加字符设备
    ret = cdev_add(&mcp2515_cdev, dev_num, 1);
    if (ret < 0) {
        printk("cdev_add error\n");
        return -1;
    }

    // 创建设备类
    mcp2515_class = class_create(THIS_MODULE, "spi_to_can");
    if (IS_ERR(mcp2515_class)) {
        printk("mcp2515_class error\n");
        return PTR_ERR(mcp2515_class);
    }

    // 创建设备
    mcp2515_device = device_create(mcp2515_class, NULL, dev_num, NULL, "mcp2515");
    if (IS_ERR(mcp2515_device)) {
        printk("mcp2515_device error\n");
        return PTR_ERR(mcp2515_device);
    }

    mcp2515_reset();             // 复位MCP2515设备
    value = mcp2515_read_reg(0x0e);  // 读取寄存器值
    printk("value is %x\n", value);  // 打印读取的值
	
    return 0; // 返回成功
}

// MCP2515 SPI设备的移除函数
static int mcp2515_remove(struct spi_device *spi) {
    device_destroy(mcp2515_class, dev_num);
    class_destroy(mcp2515_class);
    cdev_del(&mcp2515_cdev);
    unregister_chrdev_region(dev_num, 1);
    return 0;
}

// MCP2515设备匹配表,用于设备树匹配
static const struct of_device_id mcp2515_of_match_table[] = {
    { .compatible = "my-mcp2515" },
    {}
};

// MCP2515设备ID匹配表,用于总线匹配
static const struct spi_device_id mcp2515_id_table[] = {
    { "mcp2515", 0 },
    {}
};

// MCP2515 SPI驱动结构体
static struct spi_driver spi_mcp2515 = {
    .probe = mcp2515_probe, // 探测函数
    .remove = mcp2515_remove, // 移除函数
    .driver = {
        .name = "mcp2515", // 驱动名称
        .owner = THIS_MODULE, // 所属模块
        .of_match_table = mcp2515_of_match_table, // 设备树匹配表
},
    .id_table = mcp2515_id_table, // 设备ID匹配表
};

// 驱动初始化函数
static int __init mcp2515_init(void)
{
    int ret;

    // 注册SPI驱动
    ret = spi_register_driver(&spi_mcp2515);
    if (ret < 0) {
        // 注册失败,打印错误信息
        printk("spi_register_driver error\n");
        return ret;
    }

    return ret;
}

// 驱动退出函数
static void __exit mcp2515_exit(void)
{
    // 注销SPI驱动
    spi_unregister_driver(&spi_mcp2515);
}

module_init(mcp2515_init);
module_exit(mcp2515_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");

189.3 运行测试

189.3.1 编译驱动程序

在上一小节中的mcp2515.c代码同一目录下创建 Makefile 文件，Makefile 文件内容如下所示：

export ARCH=arm64#设置平台架构
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-#交叉编译器前缀
obj-m += mcp2505.o    #此处要和你的驱动源文件同名
KDIR :=/home/topeet/Linux/linux_sdk/kernel    #这里是你的内核目录                                                                                                                            
PWD ?= $(shell pwd)
all:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules    #make操作
clean:
    make -C $(KDIR) M=$(PWD) clean    #make clean操作

对于Makefile的内容注释已在上图添加，保存退出之后，来到存放mcp2515.c和Makefile文件目录下，如下图所示：