Linux内核分析 - 蜗窝科技

Linux电源管理(6)_Generic PM之Suspend功能

作者：wowo 发布于：2014-8-22 21:40 分类：电源管理子系统

Linux内核提供了三种Suspend: Freeze、Standby和STR(Suspend to RAM)，在用户空间向”/sys/power/state”文件分别写入”freeze”、”standby”和”mem”，即可触发它们。

内核中，Suspend及Resume过程涉及到PM Core、Device PM、各个设备的驱动、Platform dependent PM、CPU control等多个模块，涉及了console switch、process freeze、CPU hotplug、wakeup处理等过个知识点。就让我们跟着内核代码，一一见识它们吧。

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标签: Linux 内核 suspend 电源管理 resume

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Linux kernel的中断子系统之（二）：IRQ Domain介绍

作者：linuxer 发布于：2014-8-19 18:46 分类：中断子系统

在linux kernel中，我们使用下面两个ID来标识一个来自外设的中断：

1、IRQ number。CPU需要为每一个外设中断编号，我们称之IRQ Number。这个IRQ number是一个虚拟的interrupt ID，和硬件无关，仅仅是被CPU用来标识一个外设中断。

2、 HW interrupt ID。对于interrupt controller而言，它收集了多个外设的interrupt request line并向上传递，因此，interrupt controller需要对外设中断进行编码。Interrupt controller用HW interrupt ID来标识外设的中断。在interrupt controller级联的情况下，仅仅用HW interrupt ID已经不能唯一标识一个外设中断，还需要知道该HW interrupt ID所属的interrupt controller（HW interrupt ID在不同的Interrupt controller上是会重复编码的）。

这样，CPU和interrupt controller在标识中断上就有了一些不同的概念，但是，对于驱动工程师而言，我们和CPU视角是一样的，我们只希望得到一个IRQ number，而不关系具体是那个interrupt controller上的那个HW interrupt ID。这样一个好处是在中断相关的硬件发生变化的时候，驱动软件不需要修改。因此，linux kernel中的中断子系统需要提供一个将HW interrupt ID映射到IRQ number上来的机制，这就是本文主要的内容。

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标签: irq_domain

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Linux kernel的中断子系统之（一）：综述

作者：linuxer 发布于：2014-8-14 19:12 分类：中断子系统

一个合格的linux驱动工程师需要对kernel中的中断子系统有深刻的理解，只有这样，在写具体driver的时候才能：

1、正确的使用linux kernel提供的的API，例如最著名的request_threaded_irq（request_irq）接口

2、正确使用同步机制保护驱动代码中的临界区

3、正确的使用kernel提供的softirq、tasklet、workqueue等机制来完成具体的中断处理

基于上面的原因，我希望能够通过一系列的文档来描述清楚linux kernel中的中断子系统方方面面的知识。一方面是整理自己的思绪，另外一方面，希望能够对其他的驱动工程师（或者想从事linux驱动工作的工程师）有所帮助。

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标签: 软件框架中断子系统

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Linux kernel的中断子系统之（六）：ARM中断处理过程

作者：linuxer 发布于：2014-8-4 18:26 分类：中断子系统

本文主要以ARM体系结构下的中断处理为例，讲述整个中断处理过程中的硬件行为和软件动作。具体整个处理过程分成三个步骤来描述：

1、第二章描述了中断处理的准备过程

2、第三章描述了当发生中的时候，ARM硬件的行为

3、第四章描述了ARM的中断进入过程

4、第五章描述了ARM的中断退出过程

本文涉及的代码来自3.14内核。另外，本文注意描述ARM指令集的内容，有些source code为了简短一些，删除了THUMB相关的代码，除此之外，有些debug相关的内容也会删除。

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标签: irq handler 中断处理

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linux内核中的GPIO系统之（2）：pin control subsystem

作者：linuxer 发布于：2014-7-26 18:24 分类：GPIO子系统

在linux2.6内核上工作的嵌入式软件工程师在pin control上都会遇到这样的状况：

（1）启动一个新的项目后，需要根据硬件平台的设定进行pin control相关的编码。例如：在bootloader中建立一个大的table，描述各个引脚的配置和缺省状态。此外，由于SOC的引脚是可以复用的，因此在各个具体的driver中，也可能会对引脚进行的配置。这些工作都是比较繁琐的工作，需要极大的耐心和细致度。

（2）发现某个driver不能正常工作，辛辛苦苦debug后发现仅仅是因为其他的driver在初始化的过程中修改了引脚的配置，导致自己的driver无法正常工作

（3）即便是主CPU是一样的项目，但是由于外设的不同，我们也不能使用一个kernel image，而是必须要修改代码（这些代码主要是board-specific startup code）

（4）代码不是非常的整洁，cut-and-pasted代码满天飞，linux中的冗余代码太多

作为一个嵌入式软件工程师，项目做多了，接触的CPU就多了，摔的跤就多了，之后自然会去思考，我们是否可以解决上面的问题呢？此外，对于基于ARM core那些SOC，虽然表面上看起来各个SOC各不相同，但是在pin control上还有很多相同的内容的，是否可以把它抽取出来，进行进一步的抽象呢？新版本中的内核（本文以3.14版本内核为例）提出了pin control subsystem来解决这些问题。

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标签: pin control

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Linux内核中的GPIO系统之（3）：pin controller driver代码分析

作者：linuxer 发布于：2014-7-22 20:37 分类：GPIO子系统

对于一个嵌入式软件工程师，我们的软件模块经常和硬件打交道，pin control subsystem也不例外，它驱动的硬件叫做pin controller（一般ARM soc的datasheet会把pin controller的内容放入GPIO controller的章节中），主要功能包括：

（1）pin multiplexing。基于ARM core的嵌入式处理器一般会提供丰富的功能，例如camera interface、LCD interface、USB、I2C、SPI等等。虽然处理器有几百个pin，但是这些pin还是不够分配，因此有些pin需要复用。例如：127号 GPIO可以做一个普通的GPIO控制LED，也可以配置成I2C的clock信号，也可以配置成SPI的data out信号。当然，这些功能不可能同时存在，因为硬件信号只有一个。

（2）pin configuration。这些配置参数包括：pull-up/down电阻的设定， tri-state设定，drive-strength的设定。

本文主要描述pin control subsystem中的low level driver，也就是驱动pin controller的driver。具体的硬件选用的是S3C2416的硬件平台。既然是代码分析，本文不是非常多的描述框架性的内容，关于整个pin control subsystem软件结构的描述请参考TODO。

阅读本文需要device tree的知识，建议首先阅读device tree代码分析。

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标签: driver pin controller

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linux内核中的GPIO系统之（1）：软件框架

作者：linuxer 发布于：2014-7-21 14:40 分类：GPIO子系统

作为一个工作多年的系统工程师，免不了做两件事情：培训新员工和给新员工分配任务。对于那些刚刚从学校出来的学生，一般在开始的时候总是分配一些非常简单的任务，例如GPIO driver、LED driver。往往CPU datasheet的关于GPIO或者IO ports的章节都是比较简单的，非常适合刚入行的工程师。虽然GPIO子系统相关的硬件比较简单，没有复杂的协议，不过，对于软件抽象而言，其分层次的软件思想是每个嵌入式软件工程师需要掌握的内容。

我更倾向使用GPIO系统这个名字来代替GPIO driver这个名字，GPIO driver仅仅包含了pin signal状态控制和读取的内容，而GPIO系统包括了pin multiplexing、pin configuration、GPIO control、GPIO interrupt control等内容。本文主要是以3.14内核作为例子，讲述linux kernel中GPIO系统的软件框架。

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标签: GPIO 软件框架

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ACCESS_ONCE宏定义的解释

作者：linuxer 发布于：2014-7-17 12:34 分类：进程管理

在阅读RCU代码的时候遇到了ACCESS_ONCE这个宏定义，感觉比较有意思，因此独立出来一篇文档来描述它。

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标签: ACCESS_ONCE

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GIC驱动代码分析（废弃）

作者：linuxer 发布于：2014-7-4 14:34 分类：中断子系统

GIC（Generic Interrupt Controller）是ARM公司提供的一个通用的中断控制器。GIC通过AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）这样的片上总线连接到一个或者多个ARM processor上。本文主要分析了linux kernel中GIC中断控制器的驱动代码。

具体的分析方法是按照source code为索引，逐段分析。对于每一段分析的代码，力求做到每个细节都清清楚楚。这不可避免要引入很多对GIC的硬件描述，此外，具体GIC中断控制器的驱动代码和linux kernel中断子系统的交互也会描述，但本文不会描述linux kernel的generic interrupt subsystem。

本文以OMAP4460这款SOC为例，OMAP4460内部集成了GIC的功能。具体的linux kernel的版本是linux3.14.。

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标签: GIC 代码分析

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