再谈U-Boot的设备管理框架

一、U-Boot的设备管理框架

在《U-Boot的设备管理》一文中通过源码分析讲解了U-Boot的设备管理。本文将从宏观的角度继续讲解U-Boot的设备管理框架。设备管理框架实现了设备的高度抽象，保持框架的稳定性，允许框架下的代码实时变化，可以很好的实现U-Boot的驱动程序的移植。U-Boot的设备管理框架实现了对串口、LCD、键盘、usbtty、I2C等设备的抽象。

框架的编写不同于写代码，需要对具体设备实例进行高度抽象。对于上面提到的一些设备，U-Boot针对他们的操作方法抽象抽象为四种类型

• 设备的启动操作
• 设备的释放操作
• 数据写向设备的操作
• 数据从设备中读出的操作

设备的初始化操作作为单独的一个函数，供外部调用，以实现设备的初始化并注册设备。例如U-Boot中devices_init函数通过调用各个设备的初始化函数对设备进行初始化，在各个设备的初始化函数中将设备进行注册。

int devices_init (void){#ifndef CONFIG_ARM     /* already relocated for current ARM implementation */ulong relocation_offset = gd->reloc_off;int i;/* relocate device name pointers */for (i = 0; i < (sizeof (stdio_names) / sizeof (char *)); ++i) {stdio_names[i] = (char *) (((ulong) stdio_names[i]) +relocation_offset);}#endif/* Initialize the list */devlist = ListCreate (sizeof (device_t));//创建设备列表if (devlist == NULL) {eputs ("Cannot initialize the list of devices!\n");return -1;}#if defined(CONFIG_HARD_I2C) || defined(CONFIG_SOFT_I2C)i2c_init (CFG_I2C_SPEED, CFG_I2C_SLAVE);//初始化i2c接口，i2c没有注册到devlist中去#endif#ifdef CONFIG_LCDdrv_lcd_init ();   //初始化LCD设备#endif#if defined(CONFIG_VIDEO) || defined(CONFIG_CFB_CONSOLE)drv_video_init ();   //初始化video设备#endif#ifdef CONFIG_KEYBOARDdrv_keyboard_init ();  //初始化键盘设备#endif#ifdef CONFIG_LOGBUFFERdrv_logbuff_init ();   //初始化logbuff设备#endifdrv_system_init ();//这里其实是定义了一个串口设备，并且注册到devlist中#ifdef CONFIG_SERIAL_MULTIserial_devices_init ();  //初始化serial设备#endif#ifdef CONFIG_USB_TTYdrv_usbtty_init ();  //usbtty设备#endif#ifdef CONFIG_NETCONSOLEdrv_nc_init ();#endifreturn (0);}

U-Boot的这套设备管理框架并没有实现都所有的设备的抽象，像Flash设备使用的就是MTD框架。有的时候，有些设备可能不需要或没有必要进行打开和释放，对于这样的设备，设备的打开和释放操作就可以省略掉。同样有些设备可能是只读的或只写的，只需从中读取数据即可，不需要进行数据的写入等操作。下面我们来具体看一下这个框架。

/* Device information */typedef struct {intflags;/* Device flags: input/output/system*/intext;/* Supported extensions*/charname[16];/* Device name设备名称*//* GENERAL functions 启动和停止函数 */int (*start) (void);/* To start the device*/int (*stop) (void);/* To stop the device*//* OUTPUT functions 输出函数 */void (*putc) (const char c);/* To put a char*/void (*puts) (const char *s);/* To put a string (accelerator)*//* INPUT functions  输入函数*/int (*tstc) (void);/* To test if a char is ready...*/int (*getc) (void);/* To get that char*//* Other functions */void *priv;/* Private extensions*/} device_t;

U-Boot将所有的设备结构体组成一个链表：

list_t devlist = 0;

devlist = ListCreate (sizeof (device_t));

再来看一些函数：

device_register (device_t * dev) 设备注册，将结构体添加到devlist的后面
device_deregister(char *devname)
search_device (int flags, char *name) 设备搜索
device_deregister(char *devname)设备的移除

以上这些就过程了U-Boot的设别管理框架。下面来分析一个该框架下的设备实例。

二、串口设备实例简析

drv_system_init 函数初始化串口设备，请看下面的源码：

static void drv_system_init (void){device_t dev;//定义一个结构体memset (&dev, 0, sizeof (dev));//为刚刚定义的结构体分配内存strcpy (dev.name, "serial");//名称dev.flags = DEV_FLAGS_OUTPUT | DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM; #ifdef CONFIG_SERIAL_SOFTWARE_FIFOdev.putc = serial_buffered_putc;dev.puts = serial_buffered_puts;dev.getc = serial_buffered_getc;dev.tstc = serial_buffered_tstc;#elsedev.putc = serial_putc;//使用的是部分代码，下面这四个函数都是和具体平台的UART控制器相关的代码，下面我们会具体分析一个函数dev.puts = serial_puts;dev.getc = serial_getc;dev.tstc = serial_tstc;#endifdevice_register (&dev);//注册函数#ifdef CFG_DEVICE_NULLDEVmemset (&dev, 0, sizeof (dev));strcpy (dev.name, "nulldev");dev.flags = DEV_FLAGS_OUTPUT | DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM;dev.putc = nulldev_putc;dev.puts = nulldev_puts;dev.getc = nulldev_input;dev.tstc = nulldev_input;device_register (&dev);#endif}

下面我们分析serial_getc函数，其他的函数是类似的。该函数定义在cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c文件，从这个路径我们就可以看出这是一个和处理器/平台相关的函数

/* * Read a single byte from the serial port. Returns 1 on success, 0 * otherwise. When the function is succesfull, the character read is * written into its argument c. */int serial_getc (void)//接收字符{S3C24X0_UART * const uart = S3C24X0_GetBase_UART(UART_NR);//获得UART的寄存器结构体/* wait for character to arrive */while (!(uart->UTRSTAT & 0x1));//判断状态寄存器的第0位是否为1return uart->URXH & 0xff;}

三、小结

U-Boot的设备管理框架比较的简单，但我们可以从中学习到一些框架和分层的思想。