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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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Linux电源管理(5)_Hibernate和Sleep功能介绍

作者：wowo 发布于：2014-6-10 16:11 分类：电源管理子系统

Hibernate和Sleep两个功能是Linux Generic PM的核心功能，它们的目的是类似的：暂停使用——>保存上下文——>关闭系统以节电········>恢复系统——>恢复上下文——>继续使用。

本文以内核向用户空间提供的接口为突破口，从整体上对这两个功能进行介绍，并会在后续的文章中，分析它们的实现逻辑和执行动作。

顺便感概一下，虽然这些机制在Linux系统中存在很久了（类似的概念也存在于Windows系统中），但以蜗蜗的观察，它们被使用的频率并不是很高，特别是在PC上，大多数人在大多数时候选择直接关闭系统。阴错阳差的是，在很多嵌入式设备中，设计者会利用Sleep机制实现热关机功能，以此减少开机的时间。

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标签: Linux PM STD STR wakeup_count

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Device Tree（三）：代码分析

作者：linuxer 发布于：2014-6-6 16:03 分类：统一设备模型

Device Tree总共有三篇，分别是：

1、为何要引入Device Tree，这个机制是用来解决什么问题的？（请参考引入Device Tree的原因）

2、Device Tree的基础概念（请参考DT基础概念）

3、ARM linux中和Device Tree相关的代码分析（这是本文的主题）

本文主要内容是：以Device Tree相关的数据流分析为索引，对ARM linux kernel的代码进行解析。主要的数据流包括：

1、初始化流程。也就是扫描dtb并将其转换成Device Tree Structure。

2、传递运行时参数传递以及platform的识别流程分析

3、如何将Device Tree Structure并入linux kernel的设备驱动模型。

注：本文中的linux kernel使用的是3.14版本。

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标签: 设备树

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Device Tree（二）：基本概念

作者：linuxer 发布于：2014-5-30 16:47 分类：统一设备模型

一些背景知识（例如：为何要引入Device Tree，这个机制是用来解决什么问题的）请参考引入Device Tree的原因，本文主要是介绍Device Tree的基础概念。

简 单的说，如果要使用Device Tree，首先用户要了解自己的硬件配置和系统运行参数，并把这些信息组织成Device Tree source file。通过DTC（Device Tree Compiler），可以将这些适合人类阅读的Device Tree source file变成适合机器处理的Device Tree binary file（有一个更好听的名字，DTB，device tree blob）。在系统启动的时候，boot program（例如：firmware、bootloader）可以将保存在flash中的DTB copy到内存（当然也可以通过其他方式，例如可以通过bootloader的交互式命令加载DTB，或者firmware可以探测到device的信 息，组织成DTB保存在内存中），并把DTB的起始地址传递给client program（例如OS kernel，bootloader或者其他特殊功能的程序）。对于计算机系统（computer system），一般是firmware->bootloader->OS，对于嵌入式系统，一般是bootloader->OS。

本文主要描述下面两个主题：

1、Device Tree source file语法介绍

2、Device Tree binaryfile格式介绍

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标签: Device tree

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Linux电源管理(4)_Power Management Interface

作者：wowo 发布于：2014-5-29 15:55 分类：电源管理子系统

Linux电源管理中，相当多的部分是在处理Hibernate、Suspend、Runtime PM等功能。而这些功能都基于一套相似的逻辑，即“Power management interface”。该Interface的代码实现于“include/linux/pm.h”、“drivers/base/power/main.c”等文件中。主要功能是：对下，定义Device PM相关的回调函数，让各个Driver实现；对上，实现统一的PM操作函数，供PM核心逻辑调用。

因此在对Hibernate、Suspend、Runtime PM等功能解析之前，有必要先熟悉一下PM Interface，这就是本文的主要目的。

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标签: Linux PM 电源管理 dev_pm_ops dpm

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Device Tree（一）：背景介绍

作者：linuxer 发布于：2014-5-22 16:46 分类：统一设备模型

作为一个多年耕耘在linux 2.6.23内核的开发者，各个不同项目中各种不同周边外设驱动的开发以及各种琐碎的、扯皮的俗务占据了大部分的时间。当有机会下载3.14的内核并准备 学习的时候，突然发现linux kernel对于我似乎变得非常的陌生了，各种新的机制，各种framework、各种新的概念让我感到阅读内核代码变得举步维艰。 还好，剖析内核的热情还在，剩下的就交给时间的。首先进入视线的是Device Tree机制，这是和porting内核非常相关的机制，如果想让将我们的硬件平台迁移到高版本的内核上，Device Tree是一个必须要扫清的障碍。

我想从下面三个方面来了解Device Tree：

1、为何要引入Device Tree，这个机制是用来解决什么问题的？（这是本文的主题）

2、Device Tree的基础概念（请参考DT基础概念）

3、ARM linux中和Device Tree相关的代码分析（请参考DT代码分析）

阅 读linux内核代码就像欣赏冰山，有看得到的美景（各种内核机制及其代码），也有埋在水面之下看不到的基础（机制背后的源由和目的）。沉醉于各种内核机 制的代码固然有无限乐趣，但更重要的是注入更多的思考，思考其背后的机理，真正理解软件抽象。这样才能举一反三，并应用在具体的工作和生活中。

本文主要从下面几个方面阐述为何ARM linux会引入Device Tree：

1、没有Device Tree的ARM linux是如何运转的？

2、混乱的ARM architecture代码和存在的问题

3、新内核的解决之道

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标签: Device tree

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Linux电源管理(3)_Generic PM之Reboot过程

作者：wowo 发布于：2014-5-19 15:44 分类：电源管理子系统

在使用计算机的过程中，关机和重启是最先学会的两个操作。同样，这两个操作在Linux中也存在，称作shutdown和restart。这就是本文要描述的对象。

在Linux Kernel中，主流的shutdown和restart都是通过“reboot”系统调用（具体可参考kernel/sys.c）来实现的，这也是本文使用“Generic PM之Reboot过程”作为标题的原因。另外，除了我们常用的shutdown和restart两类操作之外，该系统调用也提供了其它的reboot方式，也会在这里一一说明。

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标签: Linux PM 电源管理 reboot power_off

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