1.1     重要的資料結構
1．  spi_device
雖然使用者空間不需要直接用到spi_device結構體，但是這個結構體和使用者空間的程式有密切的關係，理解它的成員有助於理解SPI裝置節點的IOCTL命令，所以首先來介紹它。
在核心中，每個spi_device代表一個物理的SPI裝置。它的成員如程式清單 1.1所示。
程式清單 1.1 spi_device

1. struct spi_device {  
2.          structdevice        dev;  
3.          structspi_master *master;  
4.          u32                      max_speed_hz;    /* 通訊時鐘最大頻率 */
5.          u8                        chip_select;    /* 片選號 */
6.          u8                        mode;           /*SPI裝置的模式，下面的巨集是它各bit的含義  */
7. #define       SPI_CPHA         0x01                /* 取樣的時鐘相位                            */
8. #define       SPI_CPOL          0x02               /* 時鐘訊號起始相位：高或者是低電平*/
9. #define       SPI_MODE_0    (0|0)                    
10. #define       SPI_MODE_1    (0|SPI_CPHA)
11. #define       SPI_MODE_2    (SPI_CPOL|0)
12. #define       SPI_MODE_3    (SPI_CPOL|SPI_CPHA)
13. #define       SPI_CS_HIGH   0x04                    /* 為1時片選的有效訊號是高電平*/
14. #define       SPI_LSB_FIRST         0x08            /* 傳送時低位元在前  */
15. #define       SPI_3WIRE        0x10                 /* 輸入輸出訊號使用同一根訊號線 */
16. #define       SPI_LOOP         0x20                 /* 迴環模式 */
17.          u8                        bits_per_word;    /* 每個通訊字的字長（位元數） */
18.          int                        irq;             /*使用到的中斷 */
19.          void                     *controller_state;  
20.          void                     *controller_data;  
21.          char                     modalias[32];      /* 裝置驅動的名字*/
22. };  

2．   spi_ioc_transfer
       在使用者使用裝置節點的IOCTL命令傳輸資料的時候，需要用到 spi_ioc_transfer結構體，它的成員如程式清單 1.2所示。
程式清單 1.2  spi_ioc_transfer

1. struct spi_ioc_transfer {  
2.             __u64               tx_buf;                   /* 寫資料緩衝  */
3.             __u64               rx_buf;                   /* 讀資料緩衝  */
4.             __u32               len;                      /* 緩衝的長度 */
5.             __u32               speed_hz;                 /* 通訊的時鐘頻率 */
6.             __u16               delay_usecs;    /* 兩個spi_ioc_transfer之間的延時 */
7.             __u8                 bits_per_word;           /* 字長（位元數）  */
8.             __u8                 cs_change;               /* 是否改變片選 */
9.             __u32               pad;                                
10. };  

1.2     獲得同SPI裝置通訊的裝置節點
為了在使用者空間獲得和SPI裝置直接通訊的裝置節點，必須有兩個條件要滿足：首先要有SPI控制器驅動，其次是要在核心初始化的時候註冊一個spi_board_info，它的modalias成員必須為“spidev”。有了這兩個條件，就可以和SPI裝置進行通訊了。控制器的驅動一般由晶片廠家提供，開發者只需提供第二個條件。
spi_board_info的定義如程式清單 1.3所示。
程式清單 1.3  struct spi_board_info

1. struct spi_board_info {  
2.          char            modalias[32];          /* 要繫結的驅動的名字 */
3.          constvoid  *platform_data;                                          
4.          void            *controller_data;  
5.          int               irq;              
6.          u32             max_speed_hz;          /* 通訊時鐘最大速率 */
7.          u16             bus_num;              /* 匯流排編號  */
8.          u16             chip_select;           /* 片選號 */
9.          u8               mode;                 /* 和spi_device中的mode成員類似   */
10. };  

1. staticint __init smartarm3250_spi_usp_register(void)  
2. {  
3.          structspi_board_info info =  
4.          {  
5.                    .modalias= "spidev",  
6.                    .max_speed_hz= 5000000,  
7.                    .bus_num= 0,  
8.                    .chip_select= 0,  
9.          };  
10.          returnspi_register_board_info(&info, 1);  
11. }  
12. arch_initcall(smartarm3250_spi_usp_register);  

1.3     使用者空間同裝置節點的介面
       對於/dev/spidevX.D裝置節點，可以進行各種操作，這一小節介紹它支援的函式介面。
1．  open/close
       開啟和關閉裝置節點沒有特別之處，直接使用open/write就可以了。
2．  read/write
       讀寫SPI裝置可以直接使用read/write函式，但是每次讀或者寫的大小不能大於4096Byte。
3．  IOCTL命令
       使用者空間對spidev裝置節點使用IOCTL命令失敗會返回-1。
l        SPI_IOC_RD_MODE
讀取SPI裝置對應的spi_device.mode，mode的含義請參考程式清單 1.1。使用的方法如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_RD_MODE, &mode);
              其中第三個引數是一個uint8_t型別的變數。
l        SPI_IOC_WR_MODE
設定SPI裝置對應的spi_device.mode。使用的方式如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_WR_MODE, &mode);
l SPI_IOC_RD_LSB_FIRST
檢視裝置傳輸的時候是否先傳輸低位元位。如果是的話，返回1。使用的方式如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_RD_LSB_FIRST, &lsb);
              其中lsb是一個uint8_t型別的變數。返回的結果存在lsb中。
l SPI_IOC_WR_LSB_FIRST
設定裝置傳輸的時候是否先傳輸低位元位。當傳入非零的時候，低位元在前，當傳入0的時候高位元在前（預設）。使用的方式如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_WR_LSB_FIRST, &lsb);
l SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD
讀取SPI裝置的字長。使用的方式如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_RD_BITS_PER_WORD, &bits);
              其中bits是一個uibt8_t型別的變數。返回的結果儲存在bits中。
l SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD
設定SPI通訊的字長。使用的方式如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_WR_BITS_PER_WORD, &bits);
l SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ
讀取SPI裝置的通訊的最大時鐘頻率。使用的方式如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_RD_MAX_SPEED_HZ, &speed);
              其中speed是一個uint32_t型別的變數。返回的結果儲存在speed中。
l SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ
設定SPI裝置的通訊的最大時鐘頻率。使用的方式如下：
                   ioctl(fd,SPI_IOC_WR_MAX_SPEED_HZ, &speed);
l SPI_IOC_MESSAGE(N)
一次進行雙向/多次讀寫操作。使用的方式如下：
                   structspi_ioc_transfer  xfer[2];
                   ......
                   status= ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(2), xfer);
其中N是本次通訊中xfer的陣列長度。spi_ioc_transfer的資訊請參考程式清單 1.2。


/************************************************************************************/
如果想要在使用者空間編寫spi驅動，這就要在核心的arch/.../mach-*/board-*.c 中宣告一個spi_board_info,
它的名字一定要是“spidev”，比如：

1. struct spi_board_info info =  
2. {  
3.  .modalias = "spidev",  
4.  .max_speed_hz = 5000000,  
5.  .bus_num = 0,  
6.  .chip_select = 0,  
7. };  

1. struct spi_ioc_transfer {  
2.  __u64  tx_buf;  
3.  __u64  rx_buf;  
4.  __u32  len;  
5.  __u32  speed_hz;  
6.  __u16  delay_usecs;  
7.  __u8  bits_per_word;  
8.  __u8  cs_change;  
9.  __u32  pad;  
10.  /* If the contents of 'struct spi_ioc_transfer' ever change 
11.   * incompatibly, then the ioctl number (currently 0) must change; 
12.   * ioctls with constant size fields get a bit more in the way of 
13.   * error checking than ones (like this) where that field varies. 
14.   * 
15.   * NOTE: struct layout is the same in 64bit and 32bit userspace. 
16.   */
17. };  

1. staticvoid do_msg(int fd, int len)    
2. {    
3.  struct spi_ioc_transfer xfer[2];    
4.  unsigned char  buf[32], *bp;    
5.  int   status;    
6.  memset(xfer, 0, sizeof xfer);    
7.  memset(buf, 0, sizeof buf);    
8.  if (len > sizeof buf)    
9.   len = sizeof buf;    
10.  buf[0] = 0xaa;    
11.  xfer[0].tx_buf = (__u64) buf;    
12.  xfer[0].len = 1;    
13.  xfer[1].rx_buf = (__u64) buf;    
14.  xfer[1].len = len;    
15.  status = ioctl(fd, SPI_IOC_MESSAGE(2), xfer);    
16.  if (status < 0) {    
17.   perror("SPI_IOC_MESSAGE");    
18.   return;    
19.  }    
20.  printf("response(%2d, %2d): ", len, status);    
21.  for (bp = buf; len; len--)    
22.   printf(" %02x", *bp++);    
23.  printf("/n");    
24. }