PB173 - Ovladače jádra - Linux
VII. Komunikace s HW
Jiri Slabý
Fakulta informatiky Masarykova univerzita
4. 11. 2014
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 1/18
Komunikace s HW
LDD3 kap. 9 a 12
O i/o
• l/O -porty
• l/O-MMIO
Q PCI zařízení
O Zobecnění na jiné sběrnice
O EDU karta
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/02 4.11.2014     2/ 18
Sekce 1
l/O
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014      3/ 18
1/0
Na x86: 2 přístupy
• Porty
• Memory Mapped l/O
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
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
9 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
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014      5/ 18
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 G {b,w, 1,q}
• Vícenásobné R/W: memcpy_f romio, memcpy_toio
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014      6/ 18
Sekce 2
PCI zařízení
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014      7/ 18
PCI zařízení
• PCI, PCI-X, PCIe
• Hierarchická sběrnice
• Identifikace doména:bus:slot:funkce
• Bridge (=routery)
• Konfigurační prostor
• Automatická konfigurace
• ID zařízení (vendor, device), l/O prostory, IRQ
• Obsah l/O - specifikace zařízení (výrobce)
• lspci
• Podrobnosti v PCI specifikaci
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014      8/ 18
PCI zařízení v jádře
• linux/pci.h, Documentation/pci/*
• struct pci_dev, struct pci_bus
• pci_{set,get}-_drvdata
a Uloží/načte programátorova data do/z struct pci_dev
• Referenční počet
• Zvýšit: pci_dev_get
• Snížit: pci_dev_put
• PCI zařízení může být (fyzicky) odebráno ze systému
• Ale struct pci_dev zůstává, pokud reference > 0
• Identifikace (ID) zařízení
• pci_dev->vendor, pci_dev->device, . ..
• pci_any_id značí jakékoliv ID (při hledání)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014      9/ 18
Hledání zařízení
Iterátory (starší)
• Dovoluje přístup k zařízení více ovladači
• Nepodporuje hotplug
• pci_get_device (vendor, device)
Iterace přes zařízení
struct pci_dev *pdev = NULL;
while ((pdev = pci_get_device(VENDOR, DEVICE, pdev))) { pr_info("%2.x:%.2x.%.2x\n", pdev->bus->number, PCI_SLOT(pdev->devfn), PCI_FUNC(pdev->devfn));
Úkol: vypsat všechna zařízení v systému (jejich vendor+device ID)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 10/18
Hledání zařízení
Událostmi
• Registrace háčků a seznamu chtěných zařízení
• Seznam: struct pci_device_id (vendor, device, atd.)
• Háčky: struct pci_driver (probe, remove, suspend, atd.)
• pci_register_driver, pci_unregister_driver
Události a PCI zařízení
static struct pci_device_id my_table[] = { { PCI_DEVICE(VENDOR1, DEVICE1)}, { PCI_DEVICE(VENDOR1, DEVICE2)}, { PCI_DEVICE(0x8086, PCI_ANY_ID), .driver_data = 1 },
{ 0, }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(pci, myjable); static struct pci_driver my_pci_driver = { .name = "my_driver",   . idjable = my_table,   . probe = my_probe,
};
int my_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id) { pr_info("%2.x %lu\n", pdev->bus->number, id->driver_data); return 0;
}
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 11/18
Úkol
Navázání PCI zařízení
O linux/pci.h
O Definice struct pci_device_id
• ispci -nn a najít EDU a jeho vendor+device ID Q 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) a PCI_FUNC(pdev->devfn)
O Zavolat pci_register_driver a pci_unregister_driver
O Vložit a odebrat modul (a zkontrolovat dmesg)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 12/18
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
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU) PB173/02 4.11.2014      13/ 18
Sekce 3
Zobecnění na jiné sběrnice
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 14/18
Zobecnění
Většina ostatních sběrnic funguje stejně
• USB, l2C, HID, IEEE1394, ACPI, INPUT, EISA, ...
• Nějaké probe/remove
• Seznam ID
• Registrace „ovladače"
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 15/18
Sekce 4
EDU karta
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 16/18
Specifikace baru O karty EDU
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
a ID & Revision: OxRRrrOOedu, RR - major, rr - minor
a Inverted value: zapsané číslo se obrátí (operátor ~)
• Faktoriál: vypočte se faktoriál (je nutné počkat na status bit)
• Status: 0. bit - probíhá výpočet faktoriálu
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 17/18
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)
Jiri Slabý (Fakulta informatiky, MU)
PB173/02
4.11.2014 18/18