PB173 - Ovladače jádra - Linux
VII. Komunikace s HW
Jiri Slabý
ITI, Fakulta informatiky
5. 11. 2013
Komunikace s HW
LDD3 kap. 9 a 12
a l/O porty a paměť
* Tj. samotná komunikace
• Práce s PCI zařízeními
• Zobecnění na jiné sběrnice
J. Slabý (ITI, Fl)
I/O
Na x86: 2 přístupy
• Porty
• Memory Mapped I/O
J. Slabý (ITI, Fl)
1/0 - porty
Porty
• Speciální adresový prostor
• Závislé na architektuře
• Speciální instrukce (in, out na x86)
• Samostatná (malá) sběrnice
• Na x86: řadič klávesnice, PC spkr, staré časovače a ovladače přerušení, ladicí port (0x80 => segmentový displej na desce), ...
API
• linux/io.h, linux/ioport.h
• Vytvoření: request_region, release_region
• R/W: inX(port), outX(co, port), kde X G {b, w, 1}
• Vícenásobné R/W: insX, outsX
Demo: pb173/07
Úkol: Přečíst port 0x80, zapsat do něj 1B a znovu přečíst
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013      4/ 13
1/0-MM 10
Memory Mapped l/O
• Součástí fyzického adresového prostoru
• Přístup standardním čtením/zápisem
• Nutnost přemapovat na virtuální adresy
API
• linux/io.h, linux/ioport.h
• Vytvoření: request_mem_region, release_mem_region
• /proc/iomem
• Mapování: virt=ioremap(phys), iounmap(virt)
• /proc/vmallocinfo(novější jádra)
« R/W: readX(odkud), writeX(co, kam), kde X 6 {b,w,l,q}
• Vícenásobné R/W: memcpy_f romio, memcpy_toio
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013      5/ 13
PCI zařízení
• PCI, PCI-X, PCIe
• Hierarchická sběrnice
• Identifikace doména:bus:slot:funkce
• Bridge (=routery)
• Konfigurační prostor (ROM)
• Automatická konfigurace
• ID zařízení (vendor, device), l/O prostory, IRQ
• Obsah l/O - specifikace zařízení (výrobce)
• lspci
• Podrobnosti v PCI specifikaci
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013      6/ 13
PCI zařízení v jádře I.
• linux/pci.h, Documentation/pci/*
• struct pci_dev, struct pci_bus
• pci_{set,get>_drvdata- uloží/načte programátorova data
• pci_any_id značí jakékoliv ID
Hledání zařízení
O Iterátory (starší)
• Vícenásobný přístup k zařízení
• Nepodporuje hotplug
9 pci_get_device (vendor, device)
• Reference: pci_dev_get, pci_dev_put
struct pci.dev *pdev = NULL;
while ((pdev = pcLget.device(VENDOR, DEVICE, pdev))) { printk("%2.x:%.2x.%.2x\n", pdev->bus->number, PCLSLOT(pdev->devfn), PCLFUNC(pdev->devfn));
}
Úkol: vypsat všechna zařízení v systému (jejich ID)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013      7/ 13
PCI zařízení v jádře II.
O Událostmi
• Registrace seznamu chtěných zařízení a háčků
• Seznam: struct pci_device_id (vendor, device, atd.)
• Háčky: struct pci_driver (probe, remove, suspend, atd.)
• pci_register_driver, pci_unregister_driver
struct pcLdeviceJd my.table[] = { { PCLDEVICE(VENDOR1, DEVICE1) }, { PCLDEVICE(VENDOR1, DEVICE2) }, { PCLDEVICE(0x8086, PCI.ANYJD), .driver.data = 1 },
{ 0, }
};
MODULE.DEVICE.TABLE(pci, my.table);
struct pci-driver my.pci-driver = { .name = "my_driver",      . id.table = my.table, . probe = my_probe,       . remove = my.remove,
};
int my_probe(struct pcLdev *pdev, const struct pcLdeviceJd *id)
{
printk("%2.x %lu\n", pdev->bus->number, id->driver.data); return 0;
}
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013      8/ 13
Úkol
Navázání PCI zařízení
O linux/pci.h
O Definice struct pci_device_id
• ispci -nn a najít EDU a jeho vendor+device ID O Definice struct pci_driver
• probe, remove, name, id_table
O Definice háčků (viz definici struct pci_driver)
• int (*probe)(struct pci_dev *, const struct pci_device_id *)
• void (*remove)(struct pci_dev *)
O V probe a remove vypsat
• pdev->bus->number
• PCI_SLOT(pdev->devfn)
• PCI_FUNC(pdev->devfn)
O Zavolat pci_register_driver a pci_unregister_driver
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013      9/ 13
Operace s PCI
Probe
• Inicializace PCI zařízení
• pci_enable_device
• Do té doby nelze některé vlastnosti pdev používat (irq)
• Rezervace a mapování l/O (první část cvičení)
• Vytvoření: pci_request_region, pci_request_regions
• Mapování: pci_ioremap_bar - alias pro ioremap(pci_resource_start(), pci_resource_len())
• Nastavení/detekce zařízení
Remové
• Opak Probe
• iounmap, pci_release_region(s), pci_disable_device
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013 10/13
Zobecnění
Většina ostatních sběrnic funguje stejně
a USB, l2C, HID, IEEE1394, ACPI, INPUT, EISA, ...
• Nějaké probe/remove
• Seznam ID
a Registrace „ovladače"
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013 11/13
Specifikace baru O karty EDU
Offset	Len	R/W	Meaning
0x0000	4B	R	ID & Revision
0x0004	4B	R/W	Inverted value
0x0008	4B	R/W	Factorial
0x0020	4B	R	Status
Tabulka : Specifikace baru 0 karty EDU
• ID & Revision: OxRRrrOOedu, RR - major, rr - minor
• Inverted value: zapsané číslo se obrátí (operátor ~)
a Faktoriál: vypočte se faktoriál (je nutné počkat na status bit)
• Status: 0. bit - probíhá výpočet faktoriálu
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013 12/13
Úkol
Vyčtení identifikace karty EDU a práce s ní
O Povolení zařízení (pci_enable_device)
O Rezervace baru 0 (pci_request_region)
O Vypsat fyzickou adresu baru 0 a porovnat s íspci
O Přemapovat bar 0 (ioremap)
O Přečíst a rozkódovat identifikaci a revizi (readx)
0 Ověřit živost karty pomocí invertovacího registru
O Uklidit v remove (unmap, release, disable)
J. Slabý (ITI, Fl)
PB173/02
5. 11. 2013 13/13