穷根究底linux内核函数之s3c2410_gpio_cfgpin()

2012-10-17 16:49:52 3599 源代码

0 穷根究底linux内核函数之s3c2410_gpio_cfgpin() 原创文章，转载注明出处：http://home.elecfans.com/space.php?uid=710245&do=blog&id=24588 flyriz 2012-07-06 在ARM驱动程序的学习过程中，经常碰到对IO操作的函数：s3c2410_gpio_cfgpin()，结合linux内核源代码（版本linux-2.6.29.4），做一个详细的分析，以如下代码为例： s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB5,S3C2410_GPB5_OUTP); 从函数名上来看，其作用是把S3C2410的GPB5引脚设置为输出，接下来就像做数学题一样进行化简吧，为方便描述，过程中用等号表示。先把参数展开，参数S3C2410_GPB5 宏展开： S3C2410_GPB5 ＝ S3C2410_GPIONO(S3C2410_GPIO_BANKB, 5) S3C2410_GPIO_BANKB ＝ (321) S3C2410_GPIONO(bank,offset) ＝ ((bank) + (offset)) S3C2410_GPB5 ＝ (321)+5 参数S3C2410_GPB5_OUTP 宏展开： S3C2410_GPB5_OUTP ＝ (0x01 << 10) 参数简化后的函数： s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB5,S3C2410_GPB5_OUTP)＝ s3c2410_gpio_cfgpin( (321)+5,(0x01 << 10) ) 接下为再对函数本身化简，进入函数：s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function) void s3c2410_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int function) { void __iomem base = S3C24XX_GPIO_BASE(pin); unsigned long mask; unsigned long con; unsigned long flags; if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) { mask = 1 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin); } else { mask = 3 << S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)2; } switch (function) { case S3C2410_GPIO_LEAVE: mask = 0; function = 0; break; case S3C2410_GPIO_INPUT: case S3C2410_GPIO_OUTPUT: case S3C2410_GPIO_SFN2: case S3C2410_GPIO_SFN3: if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB) { function -= 1; function &= 1; function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin); } else { function &= 3; function <<= S3C2410_GPIO_OFFSET(pin)2; } } /* modify the specified register wwith IRQs off / local_irq_save(flags); con = __raw_readl(base + 0x00); con &= ~mask; con \|= function; __raw_writel(con, base + 0x00); local_irq_restore(flags); } 现在看第一个子函数： S3C24XX_GPIO_BASE(pin)，这也是最复杂的一个子函数，宏展开后： S3C24XX_GPIO_BASE(pin) ＝ S3C2410_GPIO_BASE(pin) ＝ ( ( ( (pin) & ~31 ) >> 1 ) + S3C24XX_VA_GPIO ) S3C24XX_VA_GPIO ＝ ( (S3C24XX_PA_GPIO－S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART ) S3C24XX_PA_GPIO ＝ S3C2410_PA_GPIO ＝ (0x56000000) S3C24XX_PA_UART ＝ S3C2410_PA_UART ＝ (0x50000000) S3C24XX_VA_UART ＝ S3C_VA_UART ＝ S3C_ADDR(0x01000000) S3C_ADDR(x)＝(S3C_ADDR_BASE + (x)) S3C_ADDR_BASE＝(0xF4000000) S3C24XX_VA_UART＝(0xF4000000)+(0x01000000)＝(0xF5000000) S3C24XX_VA_GPIO ＝(0x56000000)－(0x50000000)+(0xF5000000) ＝0xFB000000 最后：S3C24XX_GPIO_BASE(pin)＝( ( ( (pin) & ~31 ) >> 1 ) + 0xFB000000 说明： ( ( ( (pin) & ~31 ) >> 1 )，这个东东是为了得到指定的pin引脚的寄存器相对于GPIO基地址的偏移量，至于为什么要这样写我接下来会说明。 S3C24XX_VA_GPIO，GPIO基地址的虚拟地址。顺便说明一下VA，PA，VA：虚拟地址，PA：物理地址，都是英语单词的首字母。现在很好理解了，先根据GPIO，UART的物理地址算出两者的偏移量：(S3C24XX_PA_GPIO－ S3C24XX_PA_UART)，然后UART虚拟地址加上这个偏移量就得到GPIO的虚拟地址了：( (S3C24XX_PA_GPIO－ S3C24XX_PA_UART) + S3C24XX_VA_UART )。至于S3C24XX_VA_UART为什么最后就变成了(0xF5000000)，我也暂时不知道，内核代码就是这么写的，应该是这样一个转换规则吧。分析完这个子函数，接下来的代码就很好理解了。有一个地方要注意一下：if (pin < S3C2410_GPIO_BANKB)，两次出现这个表达式，因为这个芯片的PORT A与其他的端口的不一样，它能实现的功能比较少，GPACON中只用一个数据位来控制这个引脚的功能，其他的比如PORT B的GPBCON寄存器，是用两个数据位来控制的。所以对PORT A的引脚要单独处理了。有一个问题： S3C_VA_UART ＝ S3C_ADDR(0x01000000)，这里的UART虚拟地址转制为什么是这样子的? 再看一下源代码里面的其他虚拟地址的转换： #define S3C_VA_IRQ S3C_ADDR(0x00000000) / irq controller(s) / #define S3C_VA_SYS S3C_ADDR(0x00100000) / system control / #define S3C_VA_MEM S3C_ADDR(0x00200000) / system control / #define S3C_VA_TIMER S3C_ADDR(0x00300000) / timer block / #define S3C_VA_WATCHDOG S3C_ADDR(0x00400000) / watchdog / #define S3C_VA_UART S3C_ADDR(0x01000000) / UART */ 这个S3C_ADDR里面的内容是如何确定的？ S3C_ADDR_BASE＝(0xF4000000)，这个基地址又是怎么确定的？期待高手的解答，谢谢！ 1
2012-10-17 16:49:52　　评论淘帖0 举报相关推荐 • Linux内核GPIO操作函数的详解分析 28 • Linux内核在S3C2410上怎么移植？ 1165 • 基于S3C2410的Linux移植 65 • 基于S3C2410的Linux移植代码 32 • 基于S3C2410和Linux的智能家居系统的设计 138 • S3C2410+Linux学习总结 0 • 基于Linux的S3C2410串行通信设计 1414 • s3c2410-kfbylt（s3c2410开发板原理图） 51 • uCOS-II_S3C2410 29 • 斯道s3c2410 21 2 个讨论

0 不好意思，这个问题好几天没有回你！ S3C_ADDR里面的内容是如何确定的？答：S3C_ADDR里面看起来很有规律哦，从0x00000000开始，然后每隔1M往上加，这里是要1M对齐，这个要看MMU映射原理，第一级页表里面的每个入口放的是与其关联的1MB虚拟地址是如何映射的描述符，真要把它搞情况推荐你看《ARM嵌入式系统开发——软件设计与优化》——沈建华译（这本书是ARM公司的几个资深工程师写的，应该没有人能比他们更权威了，我曾经也有想写一个关于ARM的书，但看了这本书后，觉得无法超越，如果要写，我觉得写一本这本书的附件更有意义）。第二个问题：0xF0000000是怎么来的？答：我与你的内核不一样，我是2.6.13，初学者不要去研究高版本的，高版本的很多注释也许不是原版，甚至去掉了，linux发展很快，还没有人力去做这些细微的事情！下面源码： /* we have a bit of a tight squeeze to fit all our registers from * 0xF00000000 upwards, since we use all of the nGCS space in some * capacity, and also need to fit the S3C2410 registers in as well... * * we try to ensure stuff like the IRQ registers are available for * an single MOVS instruction (ie, only 8 bits of set data) * * Note, we are trying to remove some of these from the implementation * as they are only useful to certain drivers... / #ifndef __ASSEMBLY__ #define S3C2410_ADDR(x) ((void __iomem )0xF0000000 + (x)) #else #define S3C2410_ADDR(x) (0xF0000000 + (x)) #endif #define S3C2400_ADDR(x) S3C2410_ADDR(x) /* interrupt controller is the first thing we put in, to make * the assembly code for the irq detection easier / #define S3C24XX_VA_IRQ S3C2410_ADDR(0x00000000) #define S3C2400_PA_IRQ (0x14400000) #define S3C2410_PA_IRQ (0x4A000000) #define S3C24XX_SZ_IRQ SZ_1M 下面掠过 / we have a bit of a tight squeeze to fit all our registers from * 0xF00000000 upwards, since we use all of the nGCS space in some * capacity, and also need to fit the S3C2410 registers in as well... * 这段很让人费解，我的理解只是根据我个人经验，也许比较牵强！仅供参考！我没有时间去找官方资料来佐证，有兴趣有时间的朋友，请跟帖补上，来上海我带你去看外滩（呵呵）！linux把从0xf0000000往上的高端地址拿来做虚拟地址的映射，其实这里从0xf0000000到顶0xffffffff，总共才256M空间，所以说比较紧凑(tight squeeze),我们每个外设需要1M的虚拟地址空间，那么整个CPU最多可以映射256个设备控制器，也不少了，CPU也没有这么多设备控制器！ mmu的东西实在太庞大！仅作抛砖引玉！

2012-10-25 22:40:48 评论举报 1^# 下家山

0 下家山发表于 2012-10-25 22:40 不好意思，这个问题好几天没有回你！ S3C_ADDR里面的内容是如何确定的？答：S3C_ADDR里面看起来很有规律哦 ... 非常感谢您的详细解答。

2012-10-26 00:58:47 评论举报 2^# 李光