linux移植记录(一) - 串口驱动
来源：互联网 发布：mysql教程linux 编辑：程序博客网 时间：2024/06/09 17:15
第一次移植Linux系统，新手上路，花了将近一个月的时间，夹杂着失望与喜悦，现在终于可以悠闲的喝点咖啡，写些博客了。
设备：交换机
开发板：BCM95836robo
由于开发环境比较特殊，u-boot无法使用，使用broadcom公司的CFE。
遇到的第一个问题是串口输出的问题，错误输出信息如下：
在输出turn off boot console early0后，不在有信息打印，此时实际是启用linux自己的串口驱动ttyS，显然失败了。
简要流程：初始调用[注册串口失败] -- > 加载模块[注册设备] -- > 加载驱动[串口注册成功]
首分析下串口注册函数register_console()
注意这个结构体struct console console_drivers，在内核中被EXPORT_SYMBOL(即声明为内核中可见)；console_drivers为链表结构，记录了注册成功的控制台驱动
struct console {
char name[16];
void (*write)(struct console *, const char *, unsigned);
int (*read)(struct console *, char *, unsigned);
struct tty_driver *(*device)(struct console *, int *);
void (*unblank)(void);
int (*setup)(struct console *, char *);
int (*early_setup)(void);
short flags;
short index;
int cflag;
void *data;
struct console *next;
};
其中flags参数需要理解，early0串口flags = CON_PRINTBUFFER | CON_BOOT，这里的CON_BOOT使它作为启动时的临时串口输出；ttyS0串口flags = CON_PRINTBUFFER；
register_console()首先检查要注册的串口的合法性，然后将其加入console_drivers链表，链表中可能存在多个合法串口设备，此时查看flags标志，flags & CON_ENABLED == 1的即可现在使用的串口，显然只能有一个设备设置此标志，该标志在register_console()函数中被设置。
然后按照串口注册流程
1. linux-2.6.36启动时注册early0串口设备，由于该串口设置了CON_BOOT标志，在register_console()函数中被置位CON_ENABLED，所有输出通过early0输出。
2. 然后注册tty与ttyS，下面只讲ttyS
注册动作：serial8250_console_init() -- > register_console()
并在接下来进行了如下声明：console_initcall(serial8250_console_init);
上面宏定义在内核做do_initcall()时会被调用，可以理解为控制台注册；完整的serial8250_console_init()函数如下：
static int __init serial8250_console_init(void)
{
if (nr_uarts > UART_NR)
nr_uarts = UART_NR;
serial8250_isa_init_ports();
register_console(&serial8250_console);
return 0;
}
可见，在register_console前，会调用serial8250_isa_init_ports()函数对serial8250_ports进行初始化，而serial8250_ports的赋值来源于old_serial_port，这个结构体与具体板是没有关系的，通过读取SRIAL_PORT_DFNS的值[定义在相应架构的include/asm/serial.h中]，
static const struct old_serial_port old_serial_port[] = {
SERIAL_PORT_DFNS /* defined in asm/serial.h */
};
这里需要理解下serial8250_ports与serial8250_console的联系
serial8250_console.data.con = serial8250_ports
由于mips架构不是统一的，在serial.h中是空的，所以这次初始的serial8250_ports的iobase/membase[important]没有设置，而在稍后register_console()-> serial8250_console_setup()中会检查iobase与membase是否为空，
if (!port->iobase && !port->membase)
return -ENODEV;
导致注册失败；tty也一样会注册失败，此时console_drivers仍只有early0一个控制台驱动。
3. 然后加载模块，bcm47xxbcm47xx/serial.c定义的uart8250模块被加载，调用初始化函数uart8250_init()：
static int __init uart8250_init(void)
{
int i;
struct ssb_mipscore *mcore = &(ssb_bcm47xx.mipscore);
memset(&uart8250_data, 0, sizeof(uart8250_data));
for (i = 0; i < mcore->nr_serial_ports; i++)
{
struct plat_serial8250_port *p = &(uart8250_data[i]);
struct ssb_serial_port *ssb_port = &(mcore->serial_ports[i]);
p->mapbase = (unsigned int) ssb_port->regs;
p->membase = (void *) ssb_port->regs;
p->irq = ssb_port->irq + 2;
p->uartclk = ssb_port->baud_base;
p->regshift = ssb_port->reg_shift;
p->iotype = UPIO_MEM;
p->flags = UPF_BOOT_AUTOCONF | UPF_SHARE_IRQ;
}
return platform_device_register(&uart8250_device);
}
首先根据bcm47xx板的参数ssb_bcm47xx对设备进行初始化，这里比较重要的是mapbase, iotype, flags, type, uartclk；
mapbase代表串口的地址，赋值为0xb800 0300 / 0xb800 0400
iotype代表io的类型，赋值为UPIO_MMIO
flags代表标志，赋值为UPF_BOOT_AUTOCONF | UPF_SHARE_IRQ
type代表串口类型，未进行赋值，由于flags设置了UPF_BOOT_AUTOCONF位，会在注册时进行自动的串口类型检测
uartclk代表uart clock
然后通过platform_device_register()注册了两个设备(分别对应于uart0/uart1)，具体动作为：platform_device_register() -- > platform_device_add() -- > device_add()将设备添加
4. 加载驱动程序，加载8250串口驱动时调用函数serial8250_init()进行初始化。
serial8250_init() -- > serial8250_register_ports() -- > uart_add_one_port() -- >
uart_configure_port()，这个函数会对串口进行配置，在这里会用到先前使用的flags，其中一段代码如下：
if (port->flags & UPF_BOOT_AUTOCONF) {
if (!(port->flags & UPF_FIXED_TYPE)) {
port->type = PORT_UNKNOWN;
flags |= UART_CONFIG_TYPE;
}
port->ops->config_port(port, flags);
}
由于设置了UPF_BOOT_AUTOCONF，配置端口，这里主要检测串的类型(即设置iotype字段)。在检测类型前，会做两个端口是否存在的测试。
代码在运行至第一个测试时，失败[错误所在]：
scratch = serial_inp(up, UART_IER);
serial_outp(up, UART_IER, 0);
/*
* Mask out IER[7:4] bits for test as some UARTs (e.g. TL
* 16C754B) allow only to modify them if an EFR bit is set.
*/
scratch2 = serial_inp(up, UART_IER) & 0x0f;
serial_outp(up, UART_IER, 0x0F);
scratch3 = serial_inp(up, UART_IER) & 0x0f;
serial_outp(up, UART_IER, scratch);
if (scratch2 != 0 || scratch3 != 0x0F) {
// -- add by yoyo
printk(KERN_INFO "IER test failed (%02x, %02x), scratch = %02x/n",
scratch2, scratch3, scratch);
goto out;
}
实际上只是检测写入UART_IER寄存器的值能否被正确读出，但内核启动时的输出 如下：
IER test failed (01, 01), scratch = 01
始终读入的都是0x01，显然是不正确的。
如果两个测试通过，然后探测串口的类型，这里用的是IIR寄存器的高2位，对type进行赋值，否则type = PORT_UNKNOWN。
然后进行串口第二次的注册：
if (port->cons && !(port->cons->flags & CON_ENABLED))
register_console(port->cons);
这一次将ttyS0加入的console_drivers链表，设置CON_ENABLED位，并且删除了early0串口，至此，串口加载完成。
第一次控制台注册时失败是正常的，因为串口的地址随板的不同而不同，而此时具体的模块还没加载进来，无法获知正确的串口地址信息。第二次控制台注册成功，因为bcm47xx板模块已被加载，设备的基本参数被赋予了正确的数值，所以此时控制台注册成功。可以确定地址没有错误，那可能是输入输出函数的问题。
回到原点，查看CFE中串口驱动代码，找到输入输出函数，这里是最终的调用：
#define READREG(sc,r) phys_read8((sc)->uart_base+((r)^0x3))
#define WRITEREG(sc,r,v) phys_write8((sc)->uart_base+((r)^0x3),(v))
而linux2.6.34内核中串口驱动的输入输出函数：
readb(p->membase + offset );
writeb(value, p->membase + offset);
对比下，可以发现少了异或0x3，于是作如下修改：
readb(p->membase + (offset ^ 0x3));
writeb(value, p->membase + (offset ^ 0x3));
修改后重新编译，运行Linux，串口ttyS启动：
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