Add SpiManager library
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9b9c1e29f1
13
lib/SpiManager/library.json
Normal file
13
lib/SpiManager/library.json
Normal file
@ -0,0 +1,13 @@
|
|||||||
|
{
|
||||||
|
"name": "SpiManager",
|
||||||
|
"keywords": "spi",
|
||||||
|
"description": "Library for managing the allocation of dedicated or shared SPI buses on the ESP32.",
|
||||||
|
"authors": {
|
||||||
|
"name": "Lennart Ferlemann"
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"version": "0.0.1",
|
||||||
|
"frameworks": "arduino",
|
||||||
|
"platforms": [
|
||||||
|
"espressif32"
|
||||||
|
]
|
||||||
|
}
|
||||||
49
lib/SpiManager/src/SpiBus.cpp
Normal file
49
lib/SpiManager/src/SpiBus.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,49 @@
|
|||||||
|
#include "SpiBus.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "SpiBusConfig.h"
|
||||||
|
#include "SpiCallback.h"
|
||||||
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|
SpiBus::SpiBus(const std::string &_id, spi_host_device_t _host_device) :
|
||||||
|
id(_id),
|
||||||
|
host_device(_host_device),
|
||||||
|
cur_config(nullptr)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
spi_bus_config_t bus_config {
|
||||||
|
.mosi_io_num = -1,
|
||||||
|
.miso_io_num = -1,
|
||||||
|
.sclk_io_num = -1,
|
||||||
|
.quadwp_io_num = -1,
|
||||||
|
.quadhd_io_num = -1,
|
||||||
|
.data4_io_num = -1,
|
||||||
|
.data5_io_num = -1,
|
||||||
|
.data6_io_num = -1,
|
||||||
|
.data7_io_num = -1,
|
||||||
|
.max_transfer_sz = SPI_MAX_DMA_LEN,
|
||||||
|
.flags = 0,
|
||||||
|
.intr_flags = 0
|
||||||
|
};
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(spi_bus_initialize(host_device, &bus_config, SPI_DMA_CH_AUTO));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
SpiBus::~SpiBus() {
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(spi_bus_free(host_device));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
spi_device_handle_t SpiBus::add_device(const std::shared_ptr<SpiBusConfig> &bus_config, spi_device_interface_config_t &device_config) {
|
||||||
|
if (!SpiCallback::patch(shared_from_this(), bus_config, device_config))
|
||||||
|
return nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
|
spi_device_handle_t device;
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(spi_bus_add_device(host_device, &device_config, &device));
|
||||||
|
return device;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// TODO: add remove_device (with spi_device_acquire_bus)
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|
void SpiBus::apply_config(SpiBusConfig *config) {
|
||||||
|
if (cur_config)
|
||||||
|
cur_config->unpatch(host_device);
|
||||||
|
cur_config = config;
|
||||||
|
if (cur_config)
|
||||||
|
cur_config->patch(host_device);
|
||||||
|
}
|
||||||
45
lib/SpiManager/src/SpiBus.h
Normal file
45
lib/SpiManager/src/SpiBus.h
Normal file
@ -0,0 +1,45 @@
|
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|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <driver/spi_master.h>
|
||||||
|
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|
#include <memory>
|
||||||
|
#include <string>
|
||||||
|
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|
class SpiBusConfig;
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|
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||||||
|
class SpiBus : public std::enable_shared_from_this<SpiBus> {
|
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|
public:
|
||||||
|
explicit SpiBus(const std::string &id, spi_host_device_t host_device);
|
||||||
|
SpiBus(const SpiBus&) = delete;
|
||||||
|
SpiBus &operator=(const SpiBus&) = delete;
|
||||||
|
~SpiBus();
|
||||||
|
|
||||||
|
inline __attribute__((always_inline)) void require_config(SpiBusConfig *config) {
|
||||||
|
if (config == cur_config)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
apply_config(config);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline __attribute__((always_inline)) void free_config(SpiBusConfig *config) {
|
||||||
|
if (config != cur_config)
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
apply_config(nullptr);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline const std::string &get_id() const {
|
||||||
|
return id;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
inline spi_host_device_t get_host_device() const {
|
||||||
|
return host_device;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
spi_device_handle_t add_device(const std::shared_ptr<SpiBusConfig> &bus_config, spi_device_interface_config_t &device_config);
|
||||||
|
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||||||
|
private:
|
||||||
|
void apply_config(SpiBusConfig *config);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::string id;
|
||||||
|
spi_host_device_t host_device;
|
||||||
|
SpiBusConfig *cur_config;
|
||||||
|
};
|
||||||
67
lib/SpiManager/src/SpiBusConfig.cpp
Normal file
67
lib/SpiManager/src/SpiBusConfig.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,67 @@
|
|||||||
|
#include "SpiBusConfig.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <driver/gpio.h>
|
||||||
|
#include <esp_rom_gpio.h>
|
||||||
|
#include <soc/spi_periph.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
SpiBusConfig::SpiBusConfig(gpio_num_t _pin_mosi, gpio_num_t _pin_miso, gpio_num_t _pin_sclk) :
|
||||||
|
pin_mosi(_pin_mosi),
|
||||||
|
pin_miso(_pin_miso),
|
||||||
|
pin_sclk(_pin_sclk)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (pin_mosi != GPIO_NUM_NC) {
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_reset_pin(pin_mosi));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_set_direction(pin_mosi, GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_miso != GPIO_NUM_NC) {
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_reset_pin(pin_miso));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_set_direction(pin_miso, GPIO_MODE_INPUT));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_sclk != GPIO_NUM_NC) {
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_reset_pin(pin_sclk));
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_set_direction(pin_sclk, GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
SpiBusConfig::~SpiBusConfig() {
|
||||||
|
if (pin_mosi != GPIO_NUM_NC)
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_reset_pin(pin_mosi));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_miso != GPIO_NUM_NC)
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_reset_pin(pin_miso));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_sclk != GPIO_NUM_NC)
|
||||||
|
ESP_ERROR_CHECK(gpio_reset_pin(pin_sclk));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void SpiBusConfig::patch(spi_host_device_t host_device) {
|
||||||
|
if (pin_mosi != GPIO_NUM_NC) {
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_out_signal(pin_mosi, spi_periph_signal[host_device].spid_out, false, false);
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_in_signal(pin_mosi, spi_periph_signal[host_device].spid_in, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_miso != GPIO_NUM_NC)
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_in_signal(pin_miso, spi_periph_signal[host_device].spiq_in, false);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_sclk != GPIO_NUM_NC) {
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_out_signal(pin_sclk, spi_periph_signal[host_device].spiclk_out, false, false);
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_in_signal(pin_sclk, spi_periph_signal[host_device].spiclk_in, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void SpiBusConfig::unpatch(spi_host_device_t host_device) {
|
||||||
|
if (pin_mosi != GPIO_NUM_NC) {
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_out_signal(pin_mosi, SIG_GPIO_OUT_IDX, false, false);
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_in_signal(GPIO_MATRIX_CONST_ONE_INPUT, spi_periph_signal[host_device].spid_in, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_miso != GPIO_NUM_NC)
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_in_signal(GPIO_MATRIX_CONST_ONE_INPUT, spi_periph_signal[host_device].spiq_in, false);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pin_sclk != GPIO_NUM_NC) {
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_out_signal(pin_sclk, SIG_GPIO_OUT_IDX, false, false);
|
||||||
|
esp_rom_gpio_connect_in_signal(GPIO_MATRIX_CONST_ONE_INPUT, spi_periph_signal[host_device].spiclk_in, false);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
20
lib/SpiManager/src/SpiBusConfig.h
Normal file
20
lib/SpiManager/src/SpiBusConfig.h
Normal file
@ -0,0 +1,20 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <hal/gpio_types.h>
|
||||||
|
#include <hal/spi_types.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
class SpiBusConfig {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
explicit SpiBusConfig(gpio_num_t pin_mosi, gpio_num_t pin_miso, gpio_num_t pin_sclk);
|
||||||
|
SpiBusConfig(const SpiBusConfig&) = delete;
|
||||||
|
SpiBusConfig &operator=(const SpiBusConfig&) = delete;
|
||||||
|
~SpiBusConfig();
|
||||||
|
|
||||||
|
void patch(spi_host_device_t host_device);
|
||||||
|
void unpatch(spi_host_device_t host_device);
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
gpio_num_t pin_mosi;
|
||||||
|
gpio_num_t pin_miso;
|
||||||
|
gpio_num_t pin_sclk;
|
||||||
|
};
|
||||||
65
lib/SpiManager/src/SpiCallback.cpp
Normal file
65
lib/SpiManager/src/SpiCallback.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,65 @@
|
|||||||
|
#include "SpiCallback.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "SpiBus.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <array>
|
||||||
|
#include <optional>
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace SpiCallback {
|
||||||
|
namespace {
|
||||||
|
struct CallbackData {
|
||||||
|
std::shared_ptr<SpiBus> bus;
|
||||||
|
std::shared_ptr<SpiBusConfig> config;
|
||||||
|
transaction_cb_t inner_pre_cb;
|
||||||
|
transaction_cb_t inner_post_cb;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
std::array<std::optional<CallbackData>, SPI_MANAGER_CALLBACK_COUNT> instances;
|
||||||
|
|
||||||
|
template<int N>
|
||||||
|
void IRAM_ATTR fn_pre_cb(spi_transaction_t *trans) {
|
||||||
|
instances[N]->bus->require_config(instances[N]->config.get());
|
||||||
|
if (instances[N]->inner_pre_cb)
|
||||||
|
instances[N]->inner_pre_cb(trans);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<int N>
|
||||||
|
void IRAM_ATTR fn_post_cb(spi_transaction_t *trans) {
|
||||||
|
if (instances[N]->inner_post_cb)
|
||||||
|
instances[N]->inner_post_cb(trans);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<int N>
|
||||||
|
inline __attribute__((always_inline)) bool alloc(CallbackData *&instance, transaction_cb_t &pre_cb, transaction_cb_t &post_cb) {
|
||||||
|
if constexpr (N > 0) {
|
||||||
|
if (alloc<N - 1>(instance, pre_cb, post_cb))
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
if (!instances[N - 1]) {
|
||||||
|
instances[N - 1].emplace();
|
||||||
|
instance = &*instances[N - 1];
|
||||||
|
pre_cb = fn_pre_cb<N - 1>;
|
||||||
|
post_cb = fn_post_cb<N - 1>;
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool patch(const std::shared_ptr<SpiBus> &bus, const std::shared_ptr<SpiBusConfig> &bus_config, spi_device_interface_config_t &device_config) {
|
||||||
|
CallbackData *instance;
|
||||||
|
transaction_cb_t pre_cb;
|
||||||
|
transaction_cb_t post_cb;
|
||||||
|
if (!alloc<SPI_MANAGER_CALLBACK_COUNT>(instance, pre_cb, post_cb))
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
|
||||||
|
instance->bus = bus;
|
||||||
|
instance->config = bus_config;
|
||||||
|
instance->inner_pre_cb = device_config.pre_cb;
|
||||||
|
instance->inner_post_cb = device_config.post_cb;
|
||||||
|
device_config.pre_cb = pre_cb;
|
||||||
|
device_config.post_cb = post_cb;
|
||||||
|
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
15
lib/SpiManager/src/SpiCallback.h
Normal file
15
lib/SpiManager/src/SpiCallback.h
Normal file
@ -0,0 +1,15 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <driver/spi_master.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <memory>
|
||||||
|
|
||||||
|
// Pre and post callbacks for 2 buses with 3 devices each
|
||||||
|
#define SPI_MANAGER_CALLBACK_COUNT 6
|
||||||
|
|
||||||
|
class SpiBus;
|
||||||
|
class SpiBusConfig;
|
||||||
|
|
||||||
|
namespace SpiCallback {
|
||||||
|
bool patch(const std::shared_ptr<SpiBus> &bus, const std::shared_ptr<SpiBusConfig> &bus_config, spi_device_interface_config_t &device_config);
|
||||||
|
}
|
||||||
64
lib/SpiManager/src/SpiManager.cpp
Normal file
64
lib/SpiManager/src/SpiManager.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,64 @@
|
|||||||
|
#include "SpiManager.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
SpiManager::SpiManager() {
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool SpiManager::register_bus(spi_host_device_t host_device) {
|
||||||
|
for (int i = 0; i < SPI_MANAGER_NUM_BUSES; ++i) {
|
||||||
|
if (available_buses[i])
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
available_buses[i] = host_device;
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool SpiManager::claim_bus(spi_host_device_t &host_device) {
|
||||||
|
for (int i = SPI_MANAGER_NUM_BUSES - 1; i >= 0; --i) {
|
||||||
|
if (!available_buses[i])
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
host_device = *available_buses[i];
|
||||||
|
available_buses[i].reset();
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
spi_device_handle_t SpiManager::alloc_device(const std::string &bus_id, const std::shared_ptr<SpiBusConfig> &bus_config, spi_device_interface_config_t &device_config) {
|
||||||
|
std::shared_ptr<SpiBus> shared_bus = get_shared_bus(bus_id);
|
||||||
|
if (!shared_bus)
|
||||||
|
return nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
|
return shared_bus->add_device(bus_config, device_config);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
std::shared_ptr<SpiBus> SpiManager::get_shared_bus(const std::string &bus_id) {
|
||||||
|
// look for existing shared bus
|
||||||
|
for (int i = 0; i < SPI_MANAGER_NUM_BUSES; ++i) {
|
||||||
|
if (!shared_buses[i])
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
if (shared_buses[i]->get_id() == bus_id)
|
||||||
|
return shared_buses[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// create new shared bus
|
||||||
|
for (int i = 0; i < SPI_MANAGER_NUM_BUSES; ++i) {
|
||||||
|
if (shared_buses[i])
|
||||||
|
continue;
|
||||||
|
|
||||||
|
spi_host_device_t host_device;
|
||||||
|
if (!claim_bus(host_device))
|
||||||
|
return nullptr;
|
||||||
|
|
||||||
|
shared_buses[i] = std::make_shared<SpiBus>(bus_id, host_device);
|
||||||
|
return shared_buses[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return nullptr;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
SpiManager SpiManagerInst;
|
||||||
33
lib/SpiManager/src/SpiManager.h
Normal file
33
lib/SpiManager/src/SpiManager.h
Normal file
@ -0,0 +1,33 @@
|
|||||||
|
#pragma once
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "SpiBus.h"
|
||||||
|
#include "SpiBusConfig.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <driver/spi_master.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include <array>
|
||||||
|
#include <memory>
|
||||||
|
#include <optional>
|
||||||
|
#include <utility>
|
||||||
|
|
||||||
|
#define SPI_MANAGER_NUM_BUSES SOC_SPI_PERIPH_NUM
|
||||||
|
|
||||||
|
class SpiManager {
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
explicit SpiManager();
|
||||||
|
SpiManager(const SpiManager&) = delete;
|
||||||
|
SpiManager &operator=(const SpiManager&) = delete;
|
||||||
|
|
||||||
|
bool register_bus(spi_host_device_t host_device);
|
||||||
|
bool claim_bus(spi_host_device_t &host_device);
|
||||||
|
|
||||||
|
spi_device_handle_t alloc_device(const std::string &bus_id, const std::shared_ptr<SpiBusConfig> &bus_config, spi_device_interface_config_t &device_config);
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
std::shared_ptr<SpiBus> get_shared_bus(const std::string &bus_id);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::array<std::optional<spi_host_device_t>, SPI_MANAGER_NUM_BUSES> available_buses;
|
||||||
|
std::array<std::shared_ptr<SpiBus>, SPI_MANAGER_NUM_BUSES> shared_buses;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
extern SpiManager SpiManagerInst;
|
||||||
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