再談U-Boot的設備管理框架
一、U-Boot的設備管理框架
在《U-Boot的設備管理》一文中通過源碼分析講解了U-Boot的設備管理。本文將從宏觀的角度繼續講解U-Boot的設備管理框架。設備管理框架實現了設備的高度抽象，保持框架的穩定性，允許框架下的代碼實時變化，可以很好的實現U-Boot的驅動程序的移植。U-Boot的設備管理框架實現了對串口、LCD、鍵盤、usbtty、I2C等設備的抽象。
框架的編寫不同於寫代碼，需要對具體設備實例進行高度抽象。對於上面提到的一些設備，U-Boot針對他們的操作方法抽象抽象爲四種類型
- 設備的啓動操作
- 設備的釋放操作
- 數據寫向設備的操作
- 數據從設備中讀出的操作
設備的初始化操作作爲單獨的一個函數，供外部調用，以實現設備的初始化並註冊設備。例如U-Boot中devices_init函數通過調用各個設備的初始化函數對設備進行初始化，在各個設備的初始化函數中將設備進行註冊。
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int devices_init (void)
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{
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#ifndef CONFIG_ARM /* already relocated for current ARM implementation */
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ulong relocation_offset = gd->reloc_off;
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int i;
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/* relocate device name pointers */
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for (i = 0; i < (sizeof (stdio_names) / sizeof (char *)); ++i) {
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stdio_names[i] = (char *) (((ulong) stdio_names[i]) +
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relocation_offset);
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}
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#endif
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/* Initialize the list */
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devlist = ListCreate (sizeof (device_t));//創建設備列表
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if (devlist == NULL) {
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eputs ("Cannot initialize the list of devices!\n");
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return -1;
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}
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#if defined(CONFIG_HARD_I2C) || defined(CONFIG_SOFT_I2C)
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i2c_init (CFG_I2C_SPEED, CFG_I2C_SLAVE);//初始化i2c接口，i2c沒有註冊到devlist中去
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#endif
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#ifdef CONFIG_LCD
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drv_lcd_init (); //初始化LCD設備
-
#endif
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#if defined(CONFIG_VIDEO) || defined(CONFIG_CFB_CONSOLE)
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drv_video_init (); //初始化video設備
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#endif
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#ifdef CONFIG_KEYBOARD
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drv_keyboard_init (); //初始化鍵盤設備
-
#endif
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#ifdef CONFIG_LOGBUFFER
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drv_logbuff_init (); //初始化logbuff設備
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#endif
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drv_system_init ();//這裏其實是定義了一個串口設備，並且註冊到devlist中
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#ifdef CONFIG_SERIAL_MULTI
-
serial_devices_init (); //初始化serial設備
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#endif
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#ifdef CONFIG_USB_TTY
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drv_usbtty_init (); //usbtty設備
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#endif
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#ifdef CONFIG_NETCONSOLE
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drv_nc_init ();
-
#endif
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return (0);
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}
U-Boot的這套設備管理框架並沒有實現都所有的設備的抽象，像Flash設備使用的就是MTD框架。有的時候，有些設備可能不需要或沒有必要進行打開和釋放，對於這樣的設備，設備的打開和釋放操作就可以省略掉。同樣有些設備可能是隻讀的或只寫的，只需從中讀取數據即可，不需要進行數據的寫入等操作。下面我們來具體看一下這個框架。
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/* Device information */
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typedef struct {
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int flags; /* Device flags: input/output/system */
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int ext; /* Supported extensions */
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char name[16]; /* Device name 設備名稱 */
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/* GENERAL functions 啓動和停止函數 */
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int (*start) (void); /* To start the device */
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int (*stop) (void); /* To stop the device */
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/* OUTPUT functions 輸出函數 */
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void (*putc) (const char c); /* To put a char */
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void (*puts) (const char *s); /* To put a string (accelerator) */
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/* INPUT functions 輸入函數*/
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int (*tstc) (void); /* To test if a char is ready... */
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int (*getc) (void); /* To get that char */
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/* Other functions */
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void *priv; /* Private extensions */
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} device_t;
U-Boot將所有的設備結構體組成一個鏈表：
list_t devlist = 0;
devlist = ListCreate (sizeof (device_t));
再來看一些函數：
device_register (device_t * dev) 設備註冊，將結構體添加到devlist的後面
device_deregister(char *devname)
search_device (int flags, char *name) 設備搜索
device_deregister(char *devname)設備的移除
以上這些就過程了U-Boot的設別管理框架。下面來分析一個該框架下的設備實例。
二、串口設備實例簡析
drv_system_init 函數初始化串口設備，請看下面的源碼：
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static void drv_system_init (void)
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{
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device_t dev;//定義一個結構體
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memset (&dev, 0, sizeof (dev));//爲剛剛定義的結構體分配內存
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strcpy (dev.name, "serial");//名稱
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dev.flags = DEV_FLAGS_OUTPUT | DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM;
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#ifdef CONFIG_SERIAL_SOFTWARE_FIFO
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dev.putc = serial_buffered_putc;
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dev.puts = serial_buffered_puts;
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dev.getc = serial_buffered_getc;
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dev.tstc = serial_buffered_tstc;
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#else
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dev.putc = serial_putc;//使用的是部分代碼，下面這四個函數都是和具體平臺的UART控制器相關的代碼，下面我們會具體分析一個函數
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dev.puts = serial_puts;
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dev.getc = serial_getc;
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dev.tstc = serial_tstc;
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#endif
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device_register (&dev);//註冊函數
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#ifdef CFG_DEVICE_NULLDEV
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memset (&dev, 0, sizeof (dev));
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strcpy (dev.name, "nulldev");
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dev.flags = DEV_FLAGS_OUTPUT | DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM;
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dev.putc = nulldev_putc;
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dev.puts = nulldev_puts;
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dev.getc = nulldev_input;
-
dev.tstc = nulldev_input;
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device_register (&dev);
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#endif
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}
下面我們分析serial_getc函數，其他的函數是類似的。該函數定義在cpu/arm920t/s3c24x0/serial.c文件，從這個路徑我們就可以看出這是一個和處理器/平臺相關的函數
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/*
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* Read a single byte from the serial port. Returns 1 on success, 0
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* otherwise. When the function is succesfull, the character read is
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* written into its argument c.
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*/
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int serial_getc (void)//接收字符
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{
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S3C24X0_UART * const uart = S3C24X0_GetBase_UART(UART_NR);//獲得UART的寄存器結構體
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/* wait for character to arrive */
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while (!(uart->UTRSTAT & 0x1));//判斷狀態寄存器的第0位是否爲1
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return uart->URXH & 0xff;
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}
三、小結
U-Boot的設備管理框架比較的簡單，但我們可以從中學習到一些框架和分層的思想。
