Quelle  spidev_test.c   Sprache: unbekannt

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * SPI testing utility (using spidev driver)
 *
 * Copyright (c) 2007  MontaVista Software, Inc.
 * Copyright (c) 2007  Anton Vorontsov <avorontsov@ru.mvista.com>
 *
 * Cross-compile with cross-gcc -I/path/to/cross-kernel/include
 */

#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <getopt.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/spi/spidev.h>

#define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))

static void pabort(const char *s)
{
 if (errno != 0)
  perror(s);
 else
  printf("%s\n", s);

 abort();
}

static const char *device = "/dev/spidev1.1";
static uint32_t mode;
static uint8_t bits = 8;
static char *input_file;
static char *output_file;
static uint32_t speed = 500000;
static uint16_t delay;
static uint16_t word_delay;
static int verbose;
static int transfer_size;
static int iterations;
static int interval = 5; /* interval in seconds for showing transfer rate */

static uint8_t default_tx[] = {
 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
 0x40, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x95,
 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF,
 0xF0, 0x0D,
};

static uint8_t default_rx[ARRAY_SIZE(default_tx)] = {0, };
static char *input_tx;

static void hex_dump(const void *src, size_t length, size_t line_size,
       char *prefix)
{
 int i = 0;
 const unsigned char *address = src;
 const unsigned char *line = address;
 unsigned char c;

 printf("%s | ", prefix);
 while (length-- > 0) {
  printf("%02X ", *address++);
  if (!(++i % line_size) || (length == 0 && i % line_size)) {
   if (length == 0) {
    while (i++ % line_size)
     printf("__ ");
   }
   printf(" |");
   while (line < address) {
    c = *line++;
    printf("%c", (c < 32 || c > 126) ? '.' : c);
   }
   printf("|\n");
   if (length > 0)
    printf("%s | ", prefix);
  }
 }
}

/*
 *  Unescape - process hexadecimal escape character
 *      converts shell input "\x23" -> 0x23
 */
static int unescape(char *_dst, char *_src, size_t len)
{
 int ret = 0;
 int match;
 char *src = _src;
 char *dst = _dst;
 unsigned int ch;

 while (*src) {
  if (*src == '\\' && *(src+1) == 'x') {
   match = sscanf(src + 2, "%2x", &ch);
   if (!match)
    pabort("malformed input string");

   src += 4;
   *dst++ = (unsigned char)ch;
  } else {
   *dst++ = *src++;
  }
  ret++;
 }
 return ret;
}

static void transfer(int fd, uint8_t const *tx, uint8_t const *rx, size_t len)
{
 int ret;
 int out_fd;
 struct spi_ioc_transfer tr = {
  .tx_buf = (unsigned long)tx,
  .rx_buf = (unsigned long)rx,
  .len = len,
  .delay_usecs = delay,
  .word_delay_usecs = word_delay,
  .speed_hz = speed,
  .bits_per_word = bits,
 };

 if (mode & SPI_TX_OCTAL)
  tr.tx_nbits = 8;
 else if (mode & SPI_TX_QUAD)
  tr.tx_nbits = 4;
 else if (mode & SPI_TX_DUAL)
  tr.tx_nbits = 2;
 if (mode & SPI_RX_OCTAL)
  tr.rx_nbits = 8;
 else if (mode & SPI_RX_QUAD)
  tr.rx_nbits = 4;
 else if (mode & SPI_RX_DUAL)
  tr.rx_nbits = 2;
 if (!(mode & SPI_LOOP)) {
  if (mode & (SPI_TX_OCTAL | SPI_TX_QUAD | SPI_TX_DUAL))
   tr.rx_buf = 0;
  else if (mode & (SPI_RX_OCTAL | SPI_RX_QUAD | SPI_RX_DUAL))
   tr.tx_buf = 0;
 }

 ret = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(1), &tr);
 if (ret < 1)
  pabort("can't send spi message");

 if (verbose)
  hex_dump(tx, len, 32, "TX");

 if (output_file) {
  out_fd = open(output_file, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
  if (out_fd < 0)
   pabort("could not open output file");

  ret = write(out_fd, rx, len);
  if (ret != len)
   pabort("not all bytes written to output file");

  close(out_fd);
 }

 if (verbose)
  hex_dump(rx, len, 32, "RX");
}

static void print_usage(const char *prog)
{
 printf("Usage: %s [-2348CDFHILMNORSZbdilopsvw]\n", prog);
 puts("general device settings:\n"
   " -D --device device to use (default /dev/spidev1.1)\n"
   " -s --speed max speed (Hz)\n"
   " -d --delay delay (usec)\n"
   " -w --word-delay word delay (usec)\n"
   " -l --loop loopback\n"
   "spi mode:\n"
   " -H --cpha clock phase\n"
   " -O --cpol clock polarity\n"
   " -F --rx-cpha-flip flip CPHA on Rx only xfer\n"
   "number of wires for transmission:\n"
   " -2 --dual dual transfer\n"
   " -4 --quad quad transfer\n"
   " -8 --octal octal transfer\n"
   " -3 --3wire SI/SO signals shared\n"
   " -Z --3wire-hiz high impedance turnaround\n"
   "data:\n"
   " -i --input input data from a file (e.g. \"test.bin\")\n"
   " -o --output output data to a file (e.g. \"results.bin\")\n"
   " -p Send data (e.g. \"1234\\xde\\xad\")\n"
   " -S --size transfer size\n"
   " -I --iter iterations\n"
   "additional parameters:\n"
   " -b --bpw bits per word\n"
   " -L --lsb least significant bit first\n"
   " -C --cs-high chip select active high\n"
   " -N --no-cs no chip select\n"
   " -R --ready slave pulls low to pause\n"
   " -M --mosi-idle-low leave mosi line low when idle\n"
   "misc:\n"
   " -v --verbose Verbose (show tx buffer)\n");
 exit(1);
}

static void parse_opts(int argc, char *argv[])
{
 while (1) {
  static const struct option lopts[] = {
   { "device",        1, 0, 'D' },
   { "speed",         1, 0, 's' },
   { "delay",         1, 0, 'd' },
   { "word-delay",    1, 0, 'w' },
   { "loop",          0, 0, 'l' },
   { "cpha",          0, 0, 'H' },
   { "cpol",          0, 0, 'O' },
   { "rx-cpha-flip",  0, 0, 'F' },
   { "dual",          0, 0, '2' },
   { "quad",          0, 0, '4' },
   { "octal",         0, 0, '8' },
   { "3wire",         0, 0, '3' },
   { "3wire-hiz",     0, 0, 'Z' },
   { "input",         1, 0, 'i' },
   { "output",        1, 0, 'o' },
   { "size",          1, 0, 'S' },
   { "iter",          1, 0, 'I' },
   { "bpw",           1, 0, 'b' },
   { "lsb",           0, 0, 'L' },
   { "cs-high",       0, 0, 'C' },
   { "no-cs",         0, 0, 'N' },
   { "ready",         0, 0, 'R' },
   { "mosi-idle-low", 0, 0, 'M' },
   { "verbose",       0, 0, 'v' },
   { NULL, 0, 0, 0 },
  };
  int c;

  c = getopt_long(argc, argv, "D:s:d:w:b:i:o:lHOLC3ZFMNR248p:vS:I:",
    lopts, NULL);

  if (c == -1)
   break;

  switch (c) {
  case 'D':
   device = optarg;
   break;
  case 's':
   speed = atoi(optarg);
   break;
  case 'd':
   delay = atoi(optarg);
   break;
  case 'w':
   word_delay = atoi(optarg);
   break;
  case 'b':
   bits = atoi(optarg);
   break;
  case 'i':
   input_file = optarg;
   break;
  case 'o':
   output_file = optarg;
   break;
  case 'l':
   mode |= SPI_LOOP;
   break;
  case 'H':
   mode |= SPI_CPHA;
   break;
  case 'O':
   mode |= SPI_CPOL;
   break;
  case 'L':
   mode |= SPI_LSB_FIRST;
   break;
  case 'C':
   mode |= SPI_CS_HIGH;
   break;
  case '3':
   mode |= SPI_3WIRE;
   break;
  case 'Z':
   mode |= SPI_3WIRE_HIZ;
   break;
  case 'F':
   mode |= SPI_RX_CPHA_FLIP;
   break;
  case 'M':
   mode |= SPI_MOSI_IDLE_LOW;
   break;
  case 'N':
   mode |= SPI_NO_CS;
   break;
  case 'v':
   verbose = 1;
   break;
  case 'R':
   mode |= SPI_READY;
   break;
  case 'p':
   input_tx = optarg;
   break;
  case '2':
   mode |= SPI_TX_DUAL;
   break;
  case '4':
   mode |= SPI_TX_QUAD;
   break;
  case '8':
   mode |= SPI_TX_OCTAL;
   break;
  case 'S':
   transfer_size = atoi(optarg);
   break;
  case 'I':
   iterations = atoi(optarg);
   break;
  default:
   print_usage(argv[0]);
  }
 }
 if (mode & SPI_LOOP) {
  if (mode & SPI_TX_DUAL)
   mode |= SPI_RX_DUAL;
  if (mode & SPI_TX_QUAD)
   mode |= SPI_RX_QUAD;
  if (mode & SPI_TX_OCTAL)
   mode |= SPI_RX_OCTAL;
 }
}

static void transfer_escaped_string(int fd, char *str)
{
 size_t size = strlen(str);
 uint8_t *tx;
 uint8_t *rx;

 tx = malloc(size);
 if (!tx)
  pabort("can't allocate tx buffer");

 rx = malloc(size);
 if (!rx)
  pabort("can't allocate rx buffer");

 size = unescape((char *)tx, str, size);
 transfer(fd, tx, rx, size);
 free(rx);
 free(tx);
}

static void transfer_file(int fd, char *filename)
{
 ssize_t bytes;
 struct stat sb;
 int tx_fd;
 uint8_t *tx;
 uint8_t *rx;

 if (stat(filename, &sb) == -1)
  pabort("can't stat input file");

 tx_fd = open(filename, O_RDONLY);
 if (tx_fd < 0)
  pabort("can't open input file");

 tx = malloc(sb.st_size);
 if (!tx)
  pabort("can't allocate tx buffer");

 rx = malloc(sb.st_size);
 if (!rx)
  pabort("can't allocate rx buffer");

 bytes = read(tx_fd, tx, sb.st_size);
 if (bytes != sb.st_size)
  pabort("failed to read input file");

 transfer(fd, tx, rx, sb.st_size);
 free(rx);
 free(tx);
 close(tx_fd);
}

static uint64_t _read_count;
static uint64_t _write_count;

static void show_transfer_rate(void)
{
 static uint64_t prev_read_count, prev_write_count;
 double rx_rate, tx_rate;

 rx_rate = ((_read_count - prev_read_count) * 8) / (interval*1000.0);
 tx_rate = ((_write_count - prev_write_count) * 8) / (interval*1000.0);

 printf("rate: tx %.1fkbps, rx %.1fkbps\n", rx_rate, tx_rate);

 prev_read_count = _read_count;
 prev_write_count = _write_count;
}

static void transfer_buf(int fd, int len)
{
 uint8_t *tx;
 uint8_t *rx;
 int i;

 tx = malloc(len);
 if (!tx)
  pabort("can't allocate tx buffer");
 for (i = 0; i < len; i++)
  tx[i] = random();

 rx = malloc(len);
 if (!rx)
  pabort("can't allocate rx buffer");

 transfer(fd, tx, rx, len);

 _write_count += len;
 _read_count += len;

 if (mode & SPI_LOOP) {
  if (memcmp(tx, rx, len)) {
   fprintf(stderr, "transfer error !\n");
   hex_dump(tx, len, 32, "TX");
   hex_dump(rx, len, 32, "RX");
   exit(1);
  }
 }

 free(rx);
 free(tx);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
 int ret = 0;
 int fd;
 uint32_t request;

 parse_opts(argc, argv);

 if (input_tx && input_file)
  pabort("only one of -p and --input may be selected");

 fd = open(device, O_RDWR);
 if (fd < 0)
  pabort("can't open device");

 /*
 * spi mode
 */
 /* WR is make a request to assign 'mode' */
 request = mode;
 ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MODE32, &mode);
 if (ret == -1)
  pabort("can't set spi mode");

 /* RD is read what mode the device actually is in */
 ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MODE32, &mode);
 if (ret == -1)
  pabort("can't get spi mode");
 /* Drivers can reject some mode bits without returning an error.
 * Read the current value to identify what mode it is in, and if it
 * differs from the requested mode, warn the user.
 */
 if (request != mode)
  printf("WARNING device does not support requested mode 0x%x\n",
   request);

 /*
 * bits per word
 */
 ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);
 if (ret == -1)
  pabort("can't set bits per word");

 ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &bits);
 if (ret == -1)
  pabort("can't get bits per word");

 /*
 * max speed hz
 */
 ret = ioctl(fd, SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed);
 if (ret == -1)
  pabort("can't set max speed hz");

 ret = ioctl(fd, SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &speed);
 if (ret == -1)
  pabort("can't get max speed hz");

 printf("spi mode: 0x%x\n", mode);
 printf("bits per word: %u\n", bits);
 printf("max speed: %u Hz (%u kHz)\n", speed, speed/1000);

 if (input_tx)
  transfer_escaped_string(fd, input_tx);
 else if (input_file)
  transfer_file(fd, input_file);
 else if (transfer_size) {
  struct timespec last_stat;

  clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &last_stat);

  while (iterations-- > 0) {
   struct timespec current;

   transfer_buf(fd, transfer_size);

   clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, ¤t);
   if (current.tv_sec - last_stat.tv_sec > interval) {
    show_transfer_rate();
    last_stat = current;
   }
  }
  printf("total: tx %.1fKB, rx %.1fKB\n",
         _write_count/1024.0, _read_count/1024.0);
 } else
  transfer(fd, default_tx, default_rx, sizeof(default_tx));

 close(fd);

 return ret;
}