再谈U-Boot的设备管理框架

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。

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print?

1. int devices_init (void)  
2. {  
3. #ifndef CONFIG_ARM     /* already relocated for current ARM implementation */  
4.     ulong relocation_offset = gd->reloc_off;  
5.     int i;  
6.   
7.     /* relocate device name pointers */  
8.     for (i = 0; i < (sizeof (stdio_names) / sizeof (char *)); ++i) {  
9.         stdio_names[i] = (char *) (((ulong) stdio_names[i]) +  
10.                         relocation_offset);  
11.     }  
12. #endif  
13.   
14.     /* Initialize the list */  
15.     devlist = ListCreate (sizeof (device_t));//创建设备列表  
16.   
17.     if (devlist == NULL) {  
18.         eputs ("Cannot initialize the list of devices!\n");  
19.         return -1;  
20.     }  
21. #if defined(CONFIG_HARD_I2C) || defined(CONFIG_SOFT_I2C)  
22.     i2c_init (CFG_I2C_SPEED, CFG_I2C_SLAVE);//初始化i2c接口，i2c没有注册到devlist中去  
23. #endif  
24. #ifdef CONFIG_LCD  
25.     drv_lcd_init ();   //初始化LCD设备  
26. #endif  
27. #if defined(CONFIG_VIDEO) || defined(CONFIG_CFB_CONSOLE)  
28.     drv_video_init ();   //初始化video设备  
29. #endif  
30. #ifdef CONFIG_KEYBOARD  
31.     drv_keyboard_init ();  //初始化键盘设备  
32. #endif  
33. #ifdef CONFIG_LOGBUFFER  
34.     drv_logbuff_init ();   //初始化logbuff设备  
35. #endif  
36.     drv_system_init ();//这里其实是定义了一个串口设备，并且注册到devlist中  
37. #ifdef CONFIG_SERIAL_MULTI  
38.     serial_devices_init ();  //初始化serial设备  
39. #endif  
40. #ifdef CONFIG_USB_TTY  
41.     drv_usbtty_init ();  //usbtty设备  
42. #endif  
43. #ifdef CONFIG_NETCONSOLE  
44.     drv_nc_init ();  
45. #endif  
46.   
47.     return (0);  
48. }  

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。

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1. /* Device information */  
2. typedef struct {  
3.     int flags;          /* Device flags: input/output/system    */  
4.     int ext;            /* Supported extensions         */  
5.     char    name[16];       /* Device name  设备名称            */  
6.   
7. /* GENERAL functions 启动和停止函数 */  
8.   
9.     int (*start) (void);        /* To start the device          */  
10.     int (*stop) (void);     /* To stop the device           */  
11.   
12. /* OUTPUT functions 输出函数 */  
13.   
14.     void (*putc) (const char c);    /* To put a char            */  
15.     void (*puts) (const char *s);   /* To put a string (accelerator)    */  
16.   
17. /* INPUT functions  输入函数*/  
18.   
19.     int (*tstc) (void);     /* To test if a char is ready...    */  
20.     int (*getc) (void);     /* To get that char         */  
21.   
22. /* Other functions */  
23.   
24.     void *priv;         /* Private extensions           */  
25. } 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：

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print?

1. static void drv_system_init (void)  
2. {  
3.     device_t dev;//定义一个结构体  
4.   
5.     memset (&dev, 0, sizeof (dev));//为刚刚定义的结构体分配内存  
6.   
7.     strcpy (dev.name, "serial");//名称  
8.     dev.flags = DEV_FLAGS_OUTPUT | DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM;   
9.   
10. #ifdef CONFIG_SERIAL_SOFTWARE_FIFO  
11.     dev.putc = serial_buffered_putc;  
12.     dev.puts = serial_buffered_puts;  
13.     dev.getc = serial_buffered_getc;  
14.     dev.tstc = serial_buffered_tstc;  
15. #else  
16.     dev.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  
17.     dev.puts = serial_puts;  
18.     dev.getc = serial_getc;  
19.     dev.tstc = serial_tstc;  
20. #endif  
21.   
22.     device_register (&dev);//注册函数  
23.   
24. #ifdef CFG_DEVICE_NULLDEV  
25.     memset (&dev, 0, sizeof (dev));  
26.   
27.     strcpy (dev.name, "nulldev");  
28.     dev.flags = DEV_FLAGS_OUTPUT | DEV_FLAGS_INPUT | DEV_FLAGS_SYSTEM;  
29.     dev.putc = nulldev_putc;  
30.     dev.puts = nulldev_puts;  
31.     dev.getc = nulldev_input;  
32.     dev.tstc = nulldev_input;  
33.   
34.     device_register (&dev);  
35. #endif  
36. }  

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

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print?

1. /*  
2.  * Read a single byte from the serial port. Returns 1 on success, 0  
3.  * otherwise. When the function is succesfull, the character read is  
4.  * written into its argument c.  
5.  */  
6. int serial_getc (void)//接收字符  
7. {  
8.     S3C24X0_UART * const uart = S3C24X0_GetBase_UART(UART_NR);//获得UART的寄存器结构体  
9.   
10.     /* wait for character to arrive */  
11.     while (!(uart->UTRSTAT & 0x1));//判断状态寄存器的第0位是否为1  
12.   
13.     return uart->URXH & 0xff;  
14. }  

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。