linux驅(qū)動移植的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

內(nèi)核移植工作主要是修改跟硬件平臺相關(guān)的代碼，一般不涉及 Linux 內(nèi)核通用的程序。移植的難度也取決于兩種硬件平臺的差異。Linux 對于特定的硬件平臺的軟件就叫作 BSP（Board Support Package）。

由于 Linux 內(nèi)核具備可移植性的特點，并且已經(jīng)支持了各種體系結(jié)構(gòu)的很多種目標(biāo)板，我們很容易從中找到跟自己硬件類似的目標(biāo)板。參考內(nèi)核已經(jīng)支持的目標(biāo)板來移植 BSP，就如同使用模板開發(fā)程序。

因此，移植linux內(nèi)核的過程大多數(shù)情況下就是移植BSP的過程。三星公司提供了smdk24xx開發(fā)板的BSP。對于mini2440開發(fā)板來說，移植linux內(nèi)核，只要修改smdk24xx開發(fā)板的BSP使該linux支持mini2440開發(fā)板就可以了。

linux內(nèi)核源代碼的ARCH目錄存放的是體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的代碼，對于每個架構(gòu)的CPU，arm目錄下都有一個對應(yīng)的目錄，比如arch/arm、arch/i386。而arm架構(gòu)的處理器種類又有很多，所以，在arch/arm目錄下對于每種arm架構(gòu)處理器也有一個對應(yīng)的子目錄，比如arch/arm/mach-s3c2440、arch/arm/mach-s3c2410等。在arch/arm目錄下有一個plat-s3c24xx目錄，根據(jù)目錄名它應(yīng)該是與s3c24xx系列處理器的平臺設(shè)備相關(guān)的一個目錄。注意，所謂的“平臺設(shè)備”并不是與字符設(shè)備、塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并列的概念，而是linux系統(tǒng)描述設(shè)備的一個附加手段。在plat-s3c24xx目錄下有一個common-smdk.c文件，根據(jù)文件名，它應(yīng)該是三星公司的smdk24xx系列開發(fā)板都需要的一個文件。在移植驅(qū)動的時候經(jīng)常需要修改arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c文件。對于arch/arm/mach-s3c2440目錄，它是專門用來保存 S3C2410 系列處理器平臺相關(guān)程序，其中 Kconfig 和 Makefile 是用于內(nèi)核配置編譯的。其他文件分為 2 類，一類是處理器通用的，例如：clock.c clock.h cpu.c cpu.h s3c2410.c s3c2410.h等；另一類是目標(biāo)板相關(guān)的，例如：bast.h bast-irq.c mach-bast.c等。在這些文件中，實現(xiàn)了處理器和目標(biāo)板相關(guān)的一些定義和初始化函數(shù)。還有些相關(guān)的定義包含在 include/asm-arm/arch-s3c2410/下的頭文件中。

linux內(nèi)核中對于每種支持的開發(fā)板都會使用宏MACHINE_START、MACHINE_END來定義一個machine_desc結(jié)構(gòu)。MACHINE_START、MCHINE_END的定義如下：

（1）

#define MACHINE_START(_type,_name)

static const struct machine_desc __mach_desc_##_type

__used

__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {

.nr = MACH_TYPE_##_type,

.name = _name,

#define MACHINE_END

};

在arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2440.c中可以找到SMDK2440開發(fā)板的定義如下：

MACHINE_START(S3C2440, "SMDK2440")

.phys_io = S3C2410_PA_UART,

.io_pg_offst = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,

.boot_params = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100,

.init_irq = s3c24xx_init_irq,

.map_io = smdk2440_map_io,

.init_machine = smdk2440_machine_init,

.timer = &s3c24xx_timer,

MACHINE_END

把MACHINE_START、MACHINE_END擴(kuò)展開來就是定義了一個名為__mach_desc_S3C2440的結(jié)構(gòu)體變量：

const struct machine_desc __mach_desc_S3C2440__used

__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) =

{

.nr = MACH_TYPE_S3C2440, //開發(fā)板的機器類型ID

.name = "SMDK2440", //開發(fā)板名稱

.phys_io = S3C2410_PA_UART, //起始IO物理地址

.io_pg_offst = (((u32)S3C24XX_VA_UART) >> 18) & 0xfffc,

.boot_params = S3C2410_SDRAM_PA + 0x100, //內(nèi)核啟動參數(shù)的地址

.init_irq = s3c24xx_init_irq, //中斷初始化函數(shù)

.map_io = smdk2440_map_io, //IO映射函數(shù)（在這里修改時鐘頻率）

.init_machine = smdk2440_machine_init,

.timer = &s3c24xx_timer,

};

MACH_TYPE_S3C2440可以看作是系統(tǒng)平臺號，它包含在include/asm- arm/mach-types.h頭文件中，不過這個頭文件是在配置內(nèi)核或編譯內(nèi)核時自動生成的，所以不能更改。。真正系統(tǒng)平臺號

的定義位置在arch/arm/tools/mach-types文件中。

# machine_is_xxx CONFIG_xxxx MACH_TYPE_xxx number

s3c2440 ARCH_S3C2440 S3C2440 362

arch/arm/tools/mach-types中每一行定義一個系統(tǒng)平臺號。 “machine_is_xxx”是用來判斷當(dāng)前的平臺號是否正確的函數(shù)； “CONFIG_xxxx”是在內(nèi)核配置時生成的； “MACH_TYPE_xxx”

是系統(tǒng)平臺號的定義； “number”是系統(tǒng)平臺的值。 __mach_desc_S3C2440結(jié)構(gòu)體中的函數(shù)將在內(nèi)核啟動過程中，完成系統(tǒng)平臺的初始化工作

對于具有相同處理器的系統(tǒng)平臺，并不需要對每一個平臺都編寫一個BSP，如果他們的外圍接口電路基本相同，也許只需修改一些數(shù)據(jù)的定義，修改幾個函數(shù)的參數(shù)就可以了。

（2）linux設(shè)計了一個通用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)resource來描述各種I/O資源（比如，IO端口，DMA，中斷等）

include/linux/ioport.h

struct resource

{
resource_size_t start;
resource_size_t end;
const char *name;
unsigned long flags;
struct resource *parent, *sibling, *child;
};

flags：資源標(biāo)記，用于標(biāo)識各種資源，例如IORESOURCE_MEM表示內(nèi)存資源，IORESOURCE_IRQ表示中斷資源

對于內(nèi)存資源，start表示內(nèi)存起始物理地址,end:表示內(nèi)存末尾物理地址

對于中斷資源，start表示起始中斷號，end表示最后一個中斷號

常用資源數(shù)組來表示一個設(shè)備所擁有的各類資源，比如s3c2440的片內(nèi)LCD控制器擁有的資源如下

static struct resource s3c_lcd_resource[]=

{

[0]={

.start=S3C24XX_PA_LCD,

.end=S3C24XX_PA_LCD+S3C24XX_SZ_LCD-1,

.flags=IORESOURCE_MEM,

}

[1]={

.start=IRQ_LCD,

.end=IRQ_LCD,

.flags=IORESOURCE_IRQ,

}

};

其中S3C24XX_PA_LCD被定義為0x4D000000，S3C24XX_SZ_LCD被定義為1M。所以，在這里給LCD控制器分配的物理地址空間范圍為0x4D000000～0x4D0FFFFF，這些是LCD控制器各寄存器使用的地址，但實際上LCD控制器的寄存器地址的范圍為0x4D000000~0x4D000060,使用0x4D000000和0x4D000060給他們賦值也應(yīng)該是可以的。IRQ_LCD算得是32，它會將GPG4引腳設(shè)為LCD_PWREN功能，因為GPG4為LCD_PWREN/EINT12復(fù)用。

（3）在內(nèi)核文件include/linux/platform_device.h中，定義了兩個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示設(shè)備和驅(qū)動程序：platform_device結(jié)構(gòu)用來描述設(shè)備的名稱、ID、所占用的資源（比如內(nèi)存地址/大小、中斷號）等；platform_driver結(jié)構(gòu)用來描述各種操作函數(shù)，比如枚舉函數(shù)、移除設(shè)備函數(shù)、驅(qū)動名稱等。

//平臺設(shè)備

struct platform_device

{

const char* name; //設(shè)備名

int id;

struct device dev;

u32 num_resources; // 設(shè)備所使用的各類資源數(shù)量

struct resource * resource; // 設(shè)備的資源數(shù)組

struct platform_device_id *id_entry;

struct pdev_archdata archdata;

};

//平臺驅(qū)動

struct platform_driver

{

int (*probe)(struct platform_device *); //探測

int (*remove)(struct platform_device *); //移除

void (*shutdown)(struct platform_device *); //關(guān)閉

int (*suspend)(struct platform_device *, pm_message_t state);//掛起

int (*resume)(struct platform_device *); //恢復(fù)

//描述驅(qū)動的名稱(name)和屬主(owner)等信息

struct device_driver driver;

struct platform_device_id *id_table;

};

內(nèi)核啟動后，首先構(gòu)造鏈表將描述設(shè)備的platform_device構(gòu)造組織起來，得到一個設(shè)備的列表；當(dāng)加載某個驅(qū)動程序的platform_driver結(jié)構(gòu)時，使用一些匹配函數(shù)來檢查驅(qū)動程序能否支持這些設(shè)備，常用的檢查方法很簡單：比較驅(qū)動程序和設(shè)備的名稱。

以S3C2440開發(fā)板為例，在arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中定義了如下設(shè)備：

static struct platform_device *smdk2440_devices[] __initdata =

{

&s3c_device_usb, //USB控制器

&s3c_device_lcd, //LCD控制器

&s3c_device_wdt, //看門狗

&s3c_device_i2c,

&s3c_device_iis,

};

在arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c中定義了如下設(shè)備：

static struct platform_device __initdata *smdk_devs[] =

{

&s3c_device_nand, //NAND FLASH

&smdk_led4,

&smdk_led5,

&smdk_led6,

&smdk_led7,

};