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Mini2440 Linux2.6.32.2移植（2）
1.1 移植DM9000网卡驱动
1.1.1 设备资源初始化
Linux-2..6.32.2已经自带了完善的DM9000网卡驱动驱动(源代码位置：linux-2.6.32.2/ drivers/net/dm9000.c)，它也是一个平台设备，因此在目标平台初始化代码中，只要填写好相应的结构表即可（在mach-mini2440.c里面），具体步骤如下： 首先添加驱动所需的头文件dm9000.h：
#include
再定义DM9000网卡设备的物理基地址，以便后面用到：
/* DM9000AEP 10/100 ethernet controller */
#define MACH_MINI2440_DM9K_BASE (S3C2410_CS4 + 0x300)
再填充该平台设备的资源设置，以便和DM9000网卡驱动接口配合起来，如下
static struct resource mini2440_dm9k_resource[] = {
[0] = {
.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE,
.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 3,
.flags = IORESOURCE_MEM
},
[1] = {
.start = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 4,
.end = MACH_MINI2440_DM9K_BASE + 7,
.flags = IORESOURCE_MEM
},
[2] = {
.start = IRQ_EINT7,
.end = IRQ_EINT7,
.flags = IORESOURCE_IRQ | IORESOURCE_IRQ_HIGHEDGE,
}
};
/*
* * * The DM9000 has no eeprom, and it's MAC address is set by
* * * the bootloader before starting the kernel.
* * */
static struct dm9000_plat_data mini2440_dm9k_pdata = {
.flags = (DM9000_PLATF_16BITONLY | DM9000_PLATF_NO_EEPROM),
};
static struct platform_device mini2440_device_eth = {
.name = "dm9000",
.id = -1,
.num_resources = ARRAY_SIZE(mini2440_dm9k_resource),
.resource = mini2440_dm9k_resource,
.dev = {
.platform_data = &mini2440_dm9k_pdata,
},
};
;同时在mini2440设备集中添加上面做好的网卡平台设备，如下红色部分
static struct platform_device *mini2440_devices[] __initdata = {
&s3c_device_usb,
&s3c_device_lcd,
&s3c_device_wdt,
&s3c_device_i2c0,
&s3c_device_iis,
&mini2440_device_eth,
&s3c_device_nand,
};
这样，DM9000平台设备的接口就填完了。
1.1.2 调整DM9000所用的位宽寄存器
因为Linux-2.6.32.2的DM9000网卡驱动并不是专门为mini2440准备的，所以还要在其源代码中做一些移植工作，如下步骤。打开linux-2.6.32.2/ drivers/net/dm9000.c，头文件处添加2410相关的配置定义，如下
红色部分：
#include
#include
#include
#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
#include
#endif
#include "dm9000.h"
在dm9000设备的初始化函数中添加如下红色部分，这里是配置DM9000所用片选总线的时序，因为mini2440目前只有一个通过总线外扩的设备，在此设备驱动中直接修改相关的寄存器配置会更加容易理解一些，当然这部分也可以放到mach-mini2440.c中（注意将这部分放在mach-mini2440.c里会有几个常量需要自己找定义），你可以自行实验一下，在此不再赘述。
static int __init dm9000_init(void)
{
#if defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
unsigned int oldval_bwscon = *(volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON;
unsigned int oldval_bankcon4 = *(volatile unsigned int *)S3C2410_BANKCON4;
*((volatile unsigned int *)S3C2410_BWSCON) =
(oldval_bwscon & ~(3dev_addr) && pdata != NULL) {
mac_src = "platform data";
memcpy(ndev->dev_addr, pdata->dev_addr, 6);
}
if (!is_valid_ether_addr(ndev->dev_addr)) {
/* try reading from mac */
mac_src = "chip";
for (i = 0; i < 6; i++)
ndev->dev_addr = ior(db, i+DM9000_PAR);
}
;使用“软”MAC地址: 08:90:90:90:90:90
memcpy(ndev->dev_addr, "\x08\x90\x90\x90\x90\x90", 6);
if (!is_valid_ether_addr(ndev->dev_addr))
dev_warn(db->dev, "%s: Invalid ethernet MAC address. Please "
"set using ifconfig\n", ndev->name);
实际上到此为止DM9000就已经移植结束了。
1.1.4 配置内核加入DM9000，并编译运行测试
此时会带内核源代码目录，执行：
#make menuconfig
开始在内核中配置网卡驱动，依次选择如下菜单项
Device Drivers --->Network device support ---> Ethernet (10 or 100Mbit) --->
即可找到DM9000的配置项，可以看到DM9000已经被选中，这是因为Linux-2.6.32.2默认的内核配置已经加入了DM9000的支持。
然后执行：
#make zImage
最后生成 arch/arm/boot/zImage 文件，使用"k"命令把它烧写到开发板，并使用默认的 文件系统启动，在命令行终端运行 ifconfig 命令可以看到如下所示。
[iyunv@FriendlyARM /]# ifconfig
eth0 Link encap:Ethernet HWaddr 08:90:90:90:90:90
inet addr:192.168.1.230 Bcast:192.168.1.255 Mask:255.255.255.0
UP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:1000
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
Interrupt:51 Base address:0x300
lo Link encap:Local Loopback
inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0
UP LOOPBACK RUNNING MTU:16436 Metric:1
RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0
TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0
collisions:0 txqueuelen:0
RX bytes:0 (0.0 B) TX bytes:0 (0.0 B)
测试网络：ping 127.0.0.1,等号后面有数的话,就是网卡正常ping 网关地址,等号后面有数的话,就是和网关连接正常ping 别的主机的IP,等号后面有数的话,就是和别的主机连接正常. 1.2 激活 RTC 驱动
RTC的英文全称是Real-Time Clock,翻译过来是实时时钟芯片. RTC是PC主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲，RTC经过8254电路的变频产生一个频率较低一点的OS(系统)时钟TSC，系统时钟每一个cpu周期加一，每次系统时钟在系统初起时通过RTC初始化。8254本身工作也需要有自己的驱动时钟（PIT）。
1.2.1 在初始化文件中加入 RTC 设备结构
Linux-2.6.32.2 内核对 2440 的 RTC 驱动已经十分完善了，但并未在 mach-mini2440.c 中的设备集中加入它，因此并没有被激活，加入 RTC 结构体如下红色字体：
;在 mini2440 设备集中加入 RTC 结构体
static struct platform_device *mini2440_devices[] __initdata = {
&s3c_device_usb,
&s3c_device_rtc,
&s3c_device_lcd,
&s3c_device_wdt,
&s3c_device_i2c0,
&s3c_device_iis,
&mini2440_device_eth,
&s3c_device_nand,
};
1.2.2 在内核中配置 RTC
接下来重新配置内核，以加入 RTC 的驱动支持，依次选择如下菜单项：
Device Drivers --->
Real Time Clock --->
可以看到这里缺省配置已经选择了 RTC 相关的选项，这里特别要注意的是该配置菜单最下方的 Samsung S3C series SoC RTC 选项支持，因为这里才是内核中真正的 2440 之RTC 驱动配置项。
1.2.3 测试 RTC
退出内核配置菜单，执行：
#make zImage
把生成的 arch/arm/boot/zImage 烧写到开发板，就可以在/dev 目录下看到/dev/rtc 设备驱动了
要测试 RTC，可以参考 mini2440 的用户手册Linux 中更改时间的方法一般使用 date 命令，为了把 S3C2440 内部带的时钟与 linux 系统时钟同步，
一般使用 hwclock 命令，下面是它们的使用方法：
(1) date -s 042916352007 #设置时间为 2007-04-29 16:34
(2) hwclock -w #把刚刚设置的时间存入 S3C2440 内部的 RTC
(3).开机时使用 hwclock -s 命令可以恢复 linux 系统时钟为 RTC, 一般把该语句放入
/etc/init.d/rcS 文件自动执行。
注意：我们提供的系统已经把 hwclock -s 命令写入 rcS 文件。
1.3 添加 LCD 背光驱动(带详细注解)
1.3.1 LCD 背光控制原理
到目前为止，我们一直都在命令行下移植，查看结果， 在 mini2440/micro2440 开发板中，LCD 背光是通过 CPU 的 LCD_PWR 引脚来控制的，从原理图中可以看出，它对应于 GPG4 。
当 LCD_PWR 输出为高电平"1"时，将打开背光；当输出为低电平"0"时，将关闭背光(注意：这里只是打开和关闭背光，而并没有背光亮度的调节作用）。
1.3.2 在内核中添加背光驱动程序
现在，我们需要增加一个简单的背光驱动，以便能够通过软件便可简单的控制背光的 开关。我们要达到的目的是：在命令终端通过向背光设备发送偶数比如"0"便可关闭背光，发送奇数比如"1"便可打开背光，这样使用起来就方便多了，而不需要专门的应用程序控制它，提示：LCD 背光设备文件：/dev/backlight
在命令行种输入：echo 0 > /dev/backlight 可以关闭 LCD 背光。
在命令行种输入：echo 1 > /dev/backlight 可以打开 LCD 背光。
为了实现这点，我们在 linux-2.6.32.2/drivers/video 目录增加一个 mini2440_backlight.c
文件，内容如下：
;以下头文件可能并不是每一个都必须的，但多余的并不会影响驱动程序的内容
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#undef DEBUG
//#define DEBUG
#ifdef DEBUG
#define DPRINTK(x...) {printk(__FUNCTION__"(%d): ",__LINE__);printk(##x);}
#else
#define DPRINTK(x...) (void)(0)
#endif
;定义背光驱动的名称为 backligh，将会出现在/dev/backlight
#define DEVICE_NAME "backlight"
;定义背光变量 bl_state，以记录背光的开关状态
static unsigned int bl_state;
;设置背光开关的函数，主要是翻转背光变量 bl_state
static inline void set_bl(int state)
{
bl_state = !!state; //翻转 bl_state 变量
s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPG(4), bl_state); //把结果写入背光所用的寄存器 GPG4
}
;获取背光状态
static inline unsigned int get_bl(void)
{
return bl_state;
}
;从应用程序读取参数，并传递到内核中
static ssize_t dev_write(struct file *file, const char *buffer, size_t count, loff_t * ppos)
{
unsigned char ch;
int ret;
if (count == 0) {
return count;
}
;使用 copy_from_user 函数从用户层/应用层读取参数
ret = copy_from_user(&ch, buffer, sizeof ch) ? -EFAULT : 0;
if (ret) {
return ret;
}
ch &= 0x01; //判断奇数还是偶数
set_bl(ch); //设置背光状态
return count;
}
;把内核参数传递给用户层/应用层的读函数
static ssize_t dev_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos)
{
int ret;
unsigned char str[] = {'0', '1' };
if (count == 0) {
return 0;
}
;使用 copy_to_user 函数把内核参数传递到用户层/应用层
ret = copy_to_user(buffer, str + get_bl(), sizeof(unsigned char) ) ? -EFAULT : 0;
if (ret) {
return ret;
}
return sizeof(unsigned char);
}
;设备操作集
static struct file_operations dev_fops = {
owner: THIS_MODULE,
read:dev_read,
write: dev_write,
};
static struct miscdevice misc = {
.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
.name = DEVICE_NAME,
.fops = &dev_fops,
};
;设备初始化，内核启动时就有效
static int __init dev_init(void)
{
int ret;
ret = misc_register(&misc);
printk (DEVICE_NAME"\tinitialized\n");
;初始化背光所用的端口 GPG4 为输出
s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPG(4), S3C2410_GPIO_OUTPUT);
;启动内核时打开背光
set_bl(1);
return ret;
}
static void __exit dev_exit(void)
{
misc_deregister(&misc);
}
module_init(dev_init); //注册背光驱动模块
module_exit(dev_exit); //卸载背光驱动模块
MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("FriendlyARM Inc.");
然后把背光配置选项加入内核配置菜单，打开 linux-2.6.32.2/drivers/video/Kconfig，在如下位置加入：
config FB_S3C2410_DEBUG
bool "S3C2410 lcd debug messages"
depends on FB_S3C2410
help
Turn on debugging messages. Note that you can set/unset at run time
through sysfs
#在里加入 MINI2440 的背光驱动配置
config BACKLIGHT_MINI2440
tristate "Backlight support for mini2440 from FriendlyARM"
depends on MACH_MINI2440 && FB_S3C2410
help
backlight driver for MINI2440 from FriendlyARM
config FB_SM501
tristate "Silicon Motion SM501 framebuffer support"
depends on FB && MFD_SM501
select FB_CFB_FILLRECT
select FB_CFB_COPYAREA
select FB_CFB_IMAGEBLIT
再打开 linux-2.6.32.2/drivers/video/Makefile，根据配置定义加入驱动目标文件，如下：
# the test framebuffer is last
obj-$(CONFIG_FB_VIRTUAL)
#video output switch sysfs driver
+= vfb.o
obj-$(CONFIG_VIDEO_OUTPUT_CONTROL) += output.o
obj-$(CONFIG_BACKLIGHT_MINI2440) += mini2440_backlight.o
这样，我们就在内核中移植好了 mini2440 的背光驱动，在内核源代码根目录执行：
make menuconfig，依次选择如下子菜单：
Device Drivers --->
Graphics support --->
Support for frame buffer devices --->
就可以找到该配置选项，在这里，按空格选中我们刚刚加入的 mini2440 配置项，然后退出保存内核配置菜单，在命令行执行：make zImage
将生成 arch/arm/boot/zImage，使用 supervivi 的"k"功能把它烧写到开发板中，可以在启动时看到如图所示的企鹅图像，这说明我们已经点亮了背光，只不过 LCD 驱动还有些问题，下一节我们将会详细的介绍如何移植 LCD 驱动。
1.4 移植 LCD 显示驱动
1.4.1 LCD 驱动基础知识
Linux-2.6.32.2 内核已经支持 S3C2440 的 LCD 控制器驱动，但在此我们先介绍一下关于 2440 LCD 控制器以及驱动相关的 LCD 的一些基础知识。
注意：在此我们只讨论 TFT LCD，也就是真彩屏。
LCD 驱动中最关键的就是时钟频率(Clock frequency)的设置，时钟频率设置不对，LCD 的显示就会闪，或者根本没有显示。一般 LCD 的 Datasheet 上会写有一个推荐的频率，比如 mini2440 所用的统宝 3.5"LCD，在它的数据手册第 13 页，有这样一个表格：可以看到，这里推荐的时钟频率是 6.39MHz，近似于 6.4MHz，范围，是 5M-6.85MHz。
S3C2440 之 LCD 控制器与此相关的设置为 CLKVAL，通过设置它，就可以在 LCD 接口的 VCLK 引脚上产生 LCD 所需要的时钟频率，那么 CLKVAL 和 VCLK 有何种关系呢？在 2440 英文手册(411页 )中，有这样一段描述：
The rate of VCLK signal depends on the CLKVAL field in the LCDCON1 register. Table 15-3 defines the
relationship of VCLK and CLKVAL. The minimum value of CLKVAL is 0
接下来，手册中提供了它们的数学关系公式：
VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2]
因此可以得出：
VCLK = HCLK / ((CLKVAL+1)*2)
那么 HCLK 是多少呢？
我们的开发板运行于400Mhz，这个可以在 bootloader 的源代码头文件中看到，如图：
可见，FCLK:HCLK:PCLK = 1:4:8，因此得出 HCLK=100Mhz，再根据上述公式得出
CLKVAL 应为：
CLKVAL=HCLK/(VCLK*2) -1
VCLK ：LCD屏幕所需的频率
CLKVAL = 100000000 / (6400000 * 2) - 1 = 6.8
选择最接近的整数值 7，并把它写入 LCDCON1:17-8(注意：我们实际使用的数值是 8)，由此产生的 VCLK 频率实测为 5.63Mhz 左右，它也是在 5-6.85Mhz 之间的数值。
1.4.2 新内核中的 pixclock 参数
在以前较老的 Linux 内核中，对于 LCD 寄存器的设置都是这样直接填写 CLKVAL 的，但 Linux-2.6.32.2 内核却不再使用这样简单直观的方式，而是通过一个称为"pixclock"的参数进行调节，它的计算变的复杂和难以理解，我们不清楚 Linux 内核中关于 2440 部分的移植为 何改变成这样的方式，这有可能是为了和 X86 体系中的设置保持一致的风格，下面我们根据 实际的代码进行一些推导和说明，但推导结果和我们的实际设置是并不一致的，会有一些误差。
提示：我们实际提供的 pixclock 参数并不是按照以下的方式推导计算出的，而是先确 定好 CLKVAL 的数值，再反复尝试、猜测得到的。
在 Framebuffer 驱动(linux-2.6.32.2/ drivers/video/s3c2410fb.c)中有这样一个函数：
clkdiv = DIV_ROUND_UP(s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock), 2);
这里的 clkdiv 就是我们上面提到的 CLKVAL，而 DIV_ROUND_UP 是一个宏定义，它位于 include/linux/kernel.h 文件中：
#define DIV_ROUND_UP(n,d) (((n) + (d) - 1) / (d))
这其实是一个数学概念：向上取整。下面是关于"向上取整"的一段说明：
以下信息来自：
http://www.vckbase.com/document/viewdoc/?id=743
1. 问题
A,B 都是整数并且 A>1, B>1
求┌A/B┐即 A/B 的上取整。
当 A/B 整除，往上取整返回值 为 A/B。
当 不整除，返回值是 int(A/B) + 1
这个算法的一个应用：如果你有一个动态增长的缓冲区，增长的步长是 B,
某一次缓冲区申请的大小是 A，这个时候，就可以用这个算法，计算出缓冲区的一个合
适大小了，正好可以容纳 A，并且不会过于得多，多余部分不会比 B 多。
2. 方法
int( (A+B-1)/B )
3. HUNTON 的证明
上取整用 UP 表示
由于 A>1、B>1，且 A、B 都是整数，所以可以设 A=NB+M
其中 N 为非负整数，M 为 0 到 B-1 的数，则
A/B = N + M/B
(A+B-1)/B = N + 1 + (M - 1)/B;
当 M 为 0 时，
UP(A/B) = N，
int((A+B-1)/B) = N + int(1 - 1/B) = N
当 M 为 1 到 B-1 的数时，0 1 的整数 A、B 都有：
UP(A/B) = int((A+B-1)/B)
对于除数为"2"的本算法而言，我们可以简单的理解为"(n/2)+0.5"所对应的整数值，因此这里不可能避免的就出现了误差，也就是说n的数值是有一定范围的，这里的n就是 "s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)"，因此上面的公式可以改写为：clkdiv= s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)/2 + 0.5
而 s3c2410fb_calc_pixclk(fbi, var->pixclock)
这个函数在linux-2.6.32.2/ drivers/video/s3c2410fb.c 中是这样定义的：
/* s3c2410fb_calc_pixclk()
*
* calculate divisor for clk->pixclk
*/
static unsigned int s3c2410fb_calc_pixclk(struct s3c2410fb_info *fbi,
unsigned long pixclk)
{
unsigned long clk = fbi->clk_rate;
unsigned long long div;
/* pixclk is in picoseconds, our clock is in Hz
*
* Hz -> picoseconds is / 10^-12
*/
;这里计算出本函数的结果
div = (unsigned long long)clk * pixclk;
div >>= 12; /* div / 2^12 */
do_div(div, 625 * 625UL * 625); /* div / 5^12 */
dprintk("pixclk %ld, divisor is %ld\n", pixclk, (long)div);
return div;
}
因此得出：
clkdiv=clk*pixclk/(10^12)/2 + 0.5
根据实际打印结果验证，此处的 clk 其实就是 HCLK。
而根据 static void s3c2410fb_activate_var(struct fb_info *info)函数中的描述，会得出这样一个关系：
CLKVAL=clkdiv-1
再结合从 2440 芯片手册得到的公式 CLKVAL=HCLK/(VCLK*2) -1，因此可以得出大致这样的结果("大致"可以理解为一定的误差范围)：
Pixclk=(HCLK-VLCK)x10^12/HCLK*VCLK
以我们所用的统宝屏为例：
HCLK=100Mhz=100,000,000Hz
VLCK=6.4Mhz=6400,000Hz
因此计算出：pixclk =146250，单位是 ps(picoseconds)，这和我们实际设置的数值 170000是有一定误差的。另外在Linux内核文档中，还有另外一种计算 pixclock的方式 ，见 linux/Documentation/fb/framebuffer.txt。
1.4.3 在内核中添加各种 LCD 类型的支持
打开 arch/arm/mach-s3c2440/mach-mini2440.c，先删除之前的 LCD 设备平台代码，如下：
/* LCD driver info */
static struct s3c2410fb_display mini2440_lcd_cfg __initdata = {
.lcdcon5 = S3C2410_LCDCON5_FRM565 |
S3C2410_LCDCON5_INVVLINE |
S3C2410_LCDCON5_INVVFRAME |
.type = S3C2410_LCDCON1_TFT,
.pixclock = 166667, /* HCLK 60 MHz, divisor 10 */
static struct s3c2410fb_mach_info mini2440_fb_info __initdata = {
.displays = &mini2440_lcd_cfg,
/* currently setup by downloader */
.gpccon_mask = 0xffffffff,
.gpcup_mask = 0xffffffff,
.gpdcon_mask = 0xffffffff,
.gpdup_mask = 0xffffffff,
.lpcsel = ((0xCE6) & ~7) | 1
Graphics support --->
Support for frame buffer devices --->
LCD select (3.5 inch 240X320 Toppoly LCD) --->
会出现如图所示 LCD 型号配置选项：
按空格或者回车键选择我们需要的 LCD 型号，然后退出保存内核配置。
在命令行执行：
#make zImage
将会生成 arch/arm/boot/zImage，把它烧写到开发板中，就可以看到一个小企鹅出现在屏幕上了。 |
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窥视卡
雷达卡
发表于 2015-12-8 03:29:41
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