linux驅動移植的數據結構

內核移植工作主要是修改跟硬件平臺相關的代碼，一般不涉及 Linux 內核通用的程序。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 內核具備可移植性的特點，并且已經支持了各種體系結構的很多種目標板，我們很容易從中找到跟自己硬件類似的目標板。參考內核已經支持的目標板來移植 BSP，就如同使用模板開發程序。

因此，移植linux內核的過程大多數情況下就是移植BSP的過程。三星公司提供了smdk24xx開發板的BSP。對于mini2440開發板來說，移植linux內核，只要修改smdk24xx開發板的BSP使該linux支持mini2440開發板就可以了。

linux內核源代碼的ARCH目錄存放的是體系結構相關的代碼，對于每個架構的CPU，arm目錄下都有一個對應的目錄，比如arch/arm、arch/i386。而arm架構的處理器種類又有很多，所以，在arch/arm目錄下對于每種arm架構處理器也有一個對應的子目錄，比如arch/arm/mach-s3c2440、arch/arm/mach-s3c2410等。在arch/arm目錄下有一個plat-s3c24xx目錄，根據目錄名它應該是與s3c24xx系列處理器的平臺設備相關的一個目錄。注意，所謂的“平臺設備”并不是與字符設備、塊設備和網絡設備并列的概念，而是linux系統描述設備的一個附加手段。在plat-s3c24xx目錄下有一個common-smdk.c文件，根據文件名，它應該是三星公司的smdk24xx系列開發板都需要的一個文件。在移植驅動的時候經常需要修改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程序，其中 Kconfig 和 Makefile 是用于內核配置編譯的。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；另一類是目標板相關的，例如：bast.h bast-irq.c mach-bast.c等。在這些文件中，實現了處理器和目標板相關的一些定義和初始化函數。還有些相關的定義包含在 include/asm-arm/arch-s3c2410/下的頭文件中。

linux內核中對于每種支持的開發板都會使用宏MACHINE_START、MACHINE_END來定義一個machine_desc結構。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擴展開來就是定義了一個名為__mach_desc_S3C2440的結構體變量：

const struct machine_desc __mach_desc_S3C2440__used

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

{

.nr = MACH_TYPE_S3C2440, //開發板的機器類型ID

.name = "SMDK2440", //開發板名稱

.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, //內核啟動參數的地址

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

.map_io = smdk2440_map_io, //IO映射函數（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核或編譯內核時自動生成的，所以不能更改。。真正系統平臺號

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平臺號。 “machine_is_xxx”是用來判斷當前的平臺號是否正確的函數； “CONFIG_xxxx”是在內核配置時生成的； “MACH_TYPE_xxx”

是系統平臺號的定義； “number”是系統平臺的值。 __mach_desc_S3C2440結構體中的函數將在內核啟動過程中，完成系統平臺的初始化工作

對于具有相同處理器的系統平臺，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據的定義，修改幾個函數的參數就可以了。

（2）linux設計了一個通用的數據結構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：資源標記，用于標識各種資源，例如IORESOURCE_MEM表示內存資源，IORESOURCE_IRQ表示中斷資源

對于內存資源，start表示內存起始物理地址,end:表示內存末尾物理地址

對于中斷資源，start表示起始中斷號，end表示最后一個中斷號

常用資源數組來表示一個設備所擁有的各類資源，比如s3c2440的片內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給他們賦值也應該是可以的。IRQ_LCD算得是32，它會將GPG4引腳設為LCD_PWREN功能，因為GPG4為LCD_PWREN/EINT12復用。

（3）在內核文件include/linux/platform_device.h中，定義了兩個數據結構來表示設備和驅動程序：platform_device結構用來描述設備的名稱、ID、所占用的資源（比如內存地址/大小、中斷號）等；platform_driver結構用來描述各種操作函數，比如枚舉函數、移除設備函數、驅動名稱等。

//平臺設備

struct platform_device

{

const char* name; //設備名

int id;

struct device dev;

u32 num_resources; // 設備所使用的各類資源數量

struct resource * resource; // 設備的資源數組

struct platform_device_id *id_entry;

struct pdev_archdata archdata;

};

//平臺驅動

struct platform_driver

{

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

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

void (*shutdown)(struct platform_device *); //關閉

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

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

//描述驅動的名稱(name)和屬主(owner)等信息

struct device_driver driver;

struct platform_device_id *id_table;

};

內核啟動后，首先構造鏈表將描述設備的platform_device構造組織起來，得到一個設備的列表；當加載某個驅動程序的platform_driver結構時，使用一些匹配函數來檢查驅動程序能否支持這些設備，常用的檢查方法很簡單：比較驅動程序和設備的名稱。

以S3C2440開發板為例，在arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中定義了如下設備：

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中定義了如下設備：

static struct platform_device __initdata *smdk_devs[] =

{

&s3c_device_nand, //NAND FLASH

&smdk_led4,

&smdk_led5,

&smdk_led6,

&smdk_led7,

};