S3C2410網(wǎng)卡CS8900A驅(qū)動(dòng)程序的移植及問題解析

硬件環(huán)境：SBC-2410X開發(fā)板（CPU：S3C2410X）
內(nèi)核版本：2.6.11.1
運(yùn)行環(huán)境：Debian2.6.8
交叉編譯環(huán)境：gcc-3.3.4-glibc-2.3.3

第一部分 網(wǎng)卡CS8900A驅(qū)動(dòng)程序的移植
一、從網(wǎng)上將Linux內(nèi)核源代碼下載到本機(jī)上，并將其解壓：
#tar jxf linux-2.6.11.1.tar.bz2
二、打開內(nèi)核頂層目錄中的Makefile文件，這個(gè)文件中需要修改的內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面。
（1）指定目標(biāo)平臺。
移植前：
ARCH?= $(SUBARCH)
移植后：
ARCH :=arm
（2）指定交叉編譯器。
移植前：
CROSS_COMPILE ?=
移植后：
CROSS_COMPILE :=/opt/crosstool/arm-s3c2410-linux-gnu/gcc-3.3.4-glibc-2.3.3/bin/arm-s3c2410-linux-gnu-
注：這里假設(shè)編譯器就放在本機(jī)的那個(gè)目錄下。
三、添加驅(qū)動(dòng)程序源代碼，這涉及到以下幾個(gè)方面。
（1）、從網(wǎng)上下載了cs8900.c和cs8900.h兩個(gè)針對2.6.7的內(nèi)核的驅(qū)動(dòng)程序源代碼，將其放在drivers/net/arm/目錄下面。
#cp cs8900.c ./drivers/net/arm/
#cp cs8900.h ./drivers/net/arm/
并在cs8900_probe()函數(shù)中，memset (&priv,0,sizeof (cs8900_t));函數(shù)之后添加如下兩條語句：
__raw_writel(0x2211d110,S3C2410_BWSCON);
__raw_writel(0x1f7c,S3C2410_BANKCON3);
注：其原因在"第二部分"解釋。
（2）、修改drivers/net/arm/目錄下的Kconfig文件，在最后添加如下內(nèi)容：
Config ARM_CS8900
tristate "CS8900 support"
depends on NET_ETHERNET && ARM && ARCH_SMDK2410
help
Support for CS8900A chipset based Ethernet cards. If you have a network (Ethernet) card of this type, say Y and read the Ethernet-HOWTO, available from as well as .
To compile this driver as a module, choose M here and read
. The module will be
called cs8900.o.
注：內(nèi)核系統(tǒng)配置文件由2.4版本的config.in變成了2.6版本Kconfig文件，在這個(gè)文件里面添加如上內(nèi)容，則在運(yùn)行make menuconfig或者make xconfig命令的時(shí)候就會出現(xiàn)：
[ ] CS8900 support
這一選項(xiàng)。
（3）、修改drivers/net/arm/目錄下的Makefile文件，在最后添加如下內(nèi)容：
obj-$(CONFIG_ARM_CS8900) += cs8900.o
注：2.6版本內(nèi)核的Makefile文件也與2.4版本的有所不同。添加以上語句，就會使內(nèi)核在編譯的時(shí)候根據(jù)配置將cs8900A的驅(qū)動(dòng)程序以模塊或靜態(tài)的方式編譯到內(nèi)核當(dāng)中。
（4）、在/arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c文件中，找到smdk2410_iodesc[]結(jié)構(gòu)數(shù)組，添加如下如下內(nèi)容：{vSMDK2410_ETH_IO, 0x19000000, SZ_1M, MT_DEVICE}
修改之后變成了：
static struct map_desc smdk2410_iodesc[] __initdata = {
/* nothing here yet */
/* Map the ethernet controller CS8900A */ {vSMDK2410_ETH_IO, 0x19000000, SZ_1M, MT_DEVICE}
};
注：由于在驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)的時(shí)候，在驅(qū)動(dòng)程序當(dāng)中所用到的跟設(shè)備有關(guān)的地址都是虛擬地址，也就是說驅(qū)動(dòng)程序操作的都是虛擬地址，那么要使驅(qū)動(dòng)程序?qū)υO(shè)備的操作反映到設(shè)備上去，就得將設(shè)備的物理地址映射到正確的虛擬地址上去，從而保證驅(qū)動(dòng)程序?qū)μ摂M地址的操作也就是對相應(yīng)的物理地址操作。以上添加的語句就是為了將網(wǎng)卡的物理地址(0x19000000)映射到vSMDK2410_ETH_IO所指向的虛擬地址上去，上面的結(jié)構(gòu)還定義了網(wǎng)卡虛擬地址所占用的區(qū)間，也就是從vSMDK2410_ETH_IO開始的SZ_1M大小的去間，并指定了該區(qū)間所指向的域（的屬性）。（疑問：在本開發(fā)板上，網(wǎng)卡占用的是CPU 的nGCS3片選信號，也就是在Bank3，根據(jù)處理器的地址空間定義，這個(gè)地址應(yīng)該是0x18000000，為什么這里使用的是0x19000000？查找到2.4.18的內(nèi)核當(dāng)中，也是用0x19000000來進(jìn)行映射。）
（5）、在include/asm-arm/arch-s3c2410/目錄下創(chuàng)建smdk2410.h文件，其內(nèi)容為：
#ifndef _INCLUDE_SMDK2410_H_
#define _INCLUDE_SMDK2410_H_
#include
#define pSMDK2410_ETH_IO 0x19000000
#define vSMDK2410_ETH_IO 0xE0000000
#define SMDK2410_ETH_IRQ IRQ_EINT9
#endif // _INCLUDE_SMDK2410_H_
注：因?yàn)樵诰W(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序當(dāng)中，用到了一些常量，所以特意在此添加這個(gè)頭文件。這個(gè)頭文件定義了網(wǎng)卡的物理地址、虛擬地址以及網(wǎng)卡占用的中斷線。
四、配置、編譯內(nèi)核。在內(nèi)核頂層目錄當(dāng)中鍵入：
#make smdk2410_defconfig
由于2.6的內(nèi)核默認(rèn)就支持了S3C2410，所以就有一個(gè)默認(rèn)的內(nèi)核配置文件。里面只是包括了一個(gè)簡單的配置，要使網(wǎng)卡編譯進(jìn)內(nèi)核，還要進(jìn)行手工配置。
#make menuconfig
Networking support --->
Ethernet (10 or 100Mbit) --->
[*] CS8900 support
將剛才添加的網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序靜態(tài)添加到內(nèi)核當(dāng)中。
最后進(jìn)行內(nèi)核編譯。
#make
然后將鏡像下載到開發(fā)板中去。

第二部分 問題解析
在移植網(wǎng)卡的過程中，并不是一帆風(fēng)順的，整個(gè)過程遇到了問題雖然不多，但是去尋找問題的原因及解決的辦法的時(shí)候卻是非常曲折的?，F(xiàn)在將本人在進(jìn)行網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)移植過程中所遇到的問題以及解決方法介紹如下。
因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)不足，剛開始進(jìn)行工作的時(shí)候，沒有將移植的思路明確。最先是打算將開發(fā)板供應(yīng)商隨板提供的2.4.18內(nèi)核下的驅(qū)動(dòng)程序cs8900a.c移植到 2.6.10的內(nèi)核下。首先就是計(jì)劃先以編譯模塊的方式將該程序編譯通過之后，再將起編譯到2.6.10的內(nèi)核當(dāng)中，然后再對其進(jìn)行邏輯上的修改。在模塊編譯該驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候，首先碰到的問題就是頭文件的問題，根據(jù)編譯的出錯(cuò)信息，挨個(gè)將頭文件添加好了。此時(shí)碰到的問題就是交叉編譯器（arm- s3c2410-linux-gnu-gcc）編譯到cs89x0_probe（）函數(shù)的時(shí)候出錯(cuò)。指向：BWSCON這一行，出錯(cuò)信息是：
Incorrect Lvalue in assignment
后來查閱內(nèi)核源代碼，跟蹤BWSCON的定義，其實(shí)它是指向一個(gè)常量地址的指針。在用2.95.3的交叉編譯器對其進(jìn)行編譯的時(shí)候不會出錯(cuò)，而用 3.3.4的交叉編譯器進(jìn)行便宜的時(shí)候卻出錯(cuò)，于是懷疑是跟編譯器有關(guān)。將對BWSCON和BANKCON3的賦值操作這兩條語句注釋掉之后就不會報(bào)錯(cuò)，所以肯定了在3.3.4版本的交叉編譯器不支持這樣的操作。原來以為這兩條語句是對別的某個(gè)寄存器進(jìn)行的操作，對網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)沒什么影響，于是就將注釋之后的驅(qū)動(dòng)程序加入到2.6.10的內(nèi)核當(dāng)中進(jìn)行編譯，并下載到開發(fā)板當(dāng)中。這個(gè)時(shí)候從串口打回控制臺的出錯(cuò)消息是在很長時(shí)間內(nèi)都無法解決的。如下：
Cirrus Logic CS8900A driver for Linux (Modified for SMDK2410)
eth0: incorrect signature 0x1005
mice: PS/2 mouse device common for all mice
NET: Registered protocol family 2
IP: routing cache hash table of 512 buckets, 4Kbytes
TCP established hash table entries: 4096 (order: 3, 32768 bytes)
TCP bind hash table entries: 4096 (order: 2, 16384 bytes)
TCP: Hash tables configured (established 4096 bind 4096)
NET: Registered protocol family 1
IP-Config: Device `eth0' not found.
Looking up port of RPC 100003/2 on 192.168.0.1
RPC: sendmsg returned error 101
portmap: RPC call returned error 101
Root-NFS: Unable to get nfsd port number from server, using default
Looking up port of RPC 100005/1 on 192.168.0.1
RPC: sendmsg returned error 101
portmap: RPC call returned error 101
Root-NFS: Unable to get mountd port number from server, using default RPC: sendmsg returned error 101
mount: RPC call returned error 101
Root-NFS: Server returned error -101 while mounting /friendly-arm/root
VFS: Unable to mount root fs via NFS, trying floppy.
VFS: Cannot open root device "nfs" or unknown-block(2,0)
Please append a correct "root=" boot option
Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs on unknown-block(2,0)
觀察串口打印的信息，發(fā)現(xiàn)vivi正確啟動(dòng)了內(nèi)核，內(nèi)核也對cpu進(jìn)行了初始化，但是網(wǎng)卡就是無法驅(qū)動(dòng)起來。核對驅(qū)動(dòng)程序源代碼，發(fā)現(xiàn)在內(nèi)核初始化網(wǎng)卡時(shí)，運(yùn)行到了cs89x0_probe1()函數(shù)的時(shí)候，探測網(wǎng)卡的ProductID的時(shí)候讀回的數(shù)據(jù)不是網(wǎng)卡的ID：0x630e。也就是沒探測到網(wǎng)卡而退出了cs89x0_probe1()函數(shù)。當(dāng)時(shí)懷疑的是2.4.18的驅(qū)動(dòng)程序跟2.6.10的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)懛ㄓ泻芏嗖煌?，如果繼續(xù)這樣的工作，也許工作量很大，所以馬上轉(zhuǎn)變了工作思路，決定從網(wǎng)上下載2.6的CS8900A的驅(qū)動(dòng)程序，在搜索了很長時(shí)間之后，終于在一個(gè)網(wǎng)站上下載到了2.6.7 內(nèi)核下的CS8900A的驅(qū)動(dòng)程序。按照"第一部分"的步驟加進(jìn)了驅(qū)動(dòng)之后，下載新的內(nèi)核，串口回傳的信息跟上面的信息是一樣的。
重新啟動(dòng)開發(fā)板，問題依然存在，但是仔細(xì)對比了cs89x0_probe1()函數(shù)讀回來的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這個(gè)signature在變化，而且沒有找到其變化的規(guī)律。
查看了驅(qū)動(dòng)程序以及CS8900A的Datasheet，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序的邏輯是正確的，于是首先懷疑是在驅(qū)動(dòng)程序中，網(wǎng)卡iobase的物理地址不對，于是查看開發(fā)板的原理圖，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)卡用的是cpu的nGCS3片選信號，該片選信號對應(yīng)的地址空間起始地址是0x18000000，而在驅(qū)動(dòng)中對用的是 0x19000000，于是修改arch/arm/mach-s3c2410/mach-smdk2410.c文件中的mdk2410_iodesc[] 結(jié)構(gòu)對io地址的映射，將物理地址改為0x18000000，重新編譯后網(wǎng)卡仍然無法被驅(qū)動(dòng)，只是這個(gè)時(shí)候驅(qū)動(dòng)程序讀來的數(shù)據(jù)也就是那個(gè) signature不會因?yàn)槊看沃仄鸲淖兊?，也就是每次讀回來的數(shù)據(jù)都是固定的。這時(shí)又懷疑是虛擬地址不正確。將2.6的驅(qū)動(dòng)與2.4的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)2.4用的虛擬地址是0xd000000，于是修改2.6內(nèi)核中的虛擬地址為0xe000000,可是網(wǎng)卡還是無法驅(qū)動(dòng)，反復(fù)修改了虛擬地址和物理地址，問題依舊存在。這個(gè)時(shí)候思路幾乎停止。經(jīng)過思考之后，把工作的思路定位在比較2.4和2.6的驅(qū)動(dòng)程序的區(qū)別上，經(jīng)過仔細(xì)的比較，發(fā)現(xiàn)在2.4的驅(qū)動(dòng)程序當(dāng)中在 cs89x0_probe1()函數(shù)里有對寄存器的設(shè)置，而2.6的驅(qū)動(dòng)程序則沒有，查找cpu的Datasheet，發(fā)現(xiàn)該設(shè)置是對cpu內(nèi)部兩個(gè)重要的控制器的設(shè)置。下面先介紹一下這兩個(gè)寄存器。
在S3C2410X中BWSCON是Bus width & wait control register（總線寬度及等待控制寄存器），這個(gè)寄存器控制著系統(tǒng)地址空間內(nèi)（包括bank0-bank7）的總線數(shù)據(jù)寬度以及是否等待。 BANKCONn(n=0~7)寄存器是Bank control register。這個(gè)寄存器控制著處于某個(gè)bank區(qū)間內(nèi)的總線的地址setup的時(shí)鐘周期，片選信號的保持時(shí)間，訪問周期等。這個(gè)兩個(gè)寄存器中每個(gè)位的含義可以參見S3C2410X數(shù)據(jù)手冊的5-13~5-15，在此不加以詳敘。
查看了cpu的數(shù)據(jù)手冊、開發(fā)板原理圖以及2.4的驅(qū)動(dòng)程序之后，發(fā)現(xiàn)在2.4的驅(qū)動(dòng)程序中的以下兩條語句：
BWSCON = (BWSCON & ~(BWSCON_ST3 | BWSCON_WS3 | BWSCON_DW3)) | (BWSCON_ST3 | BWSCON_WS3 | WSCON_DW(3, BWSCON_DW_16));
BANKCON3= BANKCON_Tacs0 | BANKCON_Tcos4 | BANKCON_Tacc14 | BANKCON_Toch1 | BANKCON_Tcah4 | BANKCON_Tacp6 | BANKCON_PMC1;
實(shí)際上是對地址區(qū)間BANK3（因?yàn)殚_發(fā)板用的的是nGCS3，處于BANKCON3區(qū)間內(nèi)）進(jìn)行了設(shè)置。
先看對BWSCON的設(shè)置，這條語句實(shí)際上是要使BWSCON中除了ST3、WS3和DW3這四個(gè)位的其它各位得到保護(hù)，使ST3、WS3和DW3這四個(gè)位清零，然后再對ST3、WS3和DW3這四個(gè)位進(jìn)行設(shè)置，經(jīng)過這條語句之后，ST3、WS3和DW3這四個(gè)位被設(shè)置成了1101（二進(jìn)制），意思就是對 BANK3采用cpu引腳（A17、B16、C15、A16，這幾個(gè)引腳都分別有三種信號表示意義）的nBE信號（具體什么意思，本人也不知道），對 BANK3使用WAIT enable，使用16位的數(shù)據(jù)總線寬度。
其次就是對BANKCON3寄存器的設(shè)置。這條語句將BANKCON3設(shè)置成了0001 1111 0111 1100。（各個(gè)位的意思，我也沒弄明白什么意思，估計(jì)就是設(shè)置各種操作的時(shí)鐘周期數(shù)目。）
清楚了驅(qū)動(dòng)程序?qū)拇嫫鞯脑O(shè)置之后，就想到應(yīng)該在vivi里面對cpu的這幾個(gè)內(nèi)存控制寄存器進(jìn)行設(shè)置，于是找到vivi源代碼中include/platform/目錄下的smdk.h文件中對寄存器的初始化值的設(shè)置，修改之后如下：
/*#define vBWSCON 0x22111120*/
#define vBWSCON 0x2211d110
#define vBANKCON0 0x00000700
#define vBANKCON1 0x00000700
#define vBANKCON2 0x00000700
#define vBANKCON3 0x00001f7c
#define vBANKCON4 0x00000700
#define vBANKCON5 0x00001f7c
#define vBANKCON6 0x00018005
#define vBANKCON7 0x00018005
#define vREFRESH 0x008e0459
#define vBANKSIZE 0xb2
#define vMRSRB6 0x30
#define vMRSRB7 0x30
重新通過JTAG口下載vivi，重新啟動(dòng)內(nèi)核后，發(fā)現(xiàn)問題依然存在，于是就想到在驅(qū)動(dòng)程序里面添加對內(nèi)存控制器的設(shè)置。最開始是想模仿2.4的驅(qū)動(dòng)程序那樣，找到各個(gè)相應(yīng)的宏去代替2.4驅(qū)動(dòng)程序里的宏，在memset()函數(shù)之前添加，但是編譯的時(shí)候出錯(cuò)，出錯(cuò)信息是：
LValue incorrect in assignment
跟蹤內(nèi)核的代碼發(fā)現(xiàn)對S3C2410_BWSCON、S3C2410_BANKCON3宏的定義分別返回的其實(shí)是一個(gè)常量，分別是0xf0100000和 0xf0100010，這個(gè)常量是右值，不能當(dāng)左值。因此就想到采用如下直接對地址進(jìn)行賦值的方式對寄存器進(jìn)行設(shè)置：
*(volatile unsigned short __force *)(0xf0100000)=(0x2211d110)；
*(volatile unsigned short __force *)(0xf0100010)=(0x00001f7c);
后來運(yùn)行內(nèi)核時(shí)發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)程序初始化到了memset()函數(shù)之后，上述兩條語句之前就停止不動(dòng)了（疑問：不知道這是什么原因）。最后查找linux內(nèi)核代碼找到了__raw_writell(v,a)這樣一個(gè)函數(shù)，于是就將上述兩條語句替換成：
__raw_writel(0x2211d110,S3C2410_BWSCON);
__raw_writel(0x1f7c,S3C2410_BANKCON3);
這樣經(jīng)過設(shè)置內(nèi)存控制寄存器之后，網(wǎng)卡終于被驅(qū)動(dòng)起來了。但是由于在移植的過程中沒有將內(nèi)核對devfs設(shè)備文件系統(tǒng)的支持編譯進(jìn)內(nèi)核里面去，所以當(dāng)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)之后去尋找網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)找不到根文件系統(tǒng)，最后在配置內(nèi)核的時(shí)候?qū)evfs的支持加入，如下：
File systems --->
Pseudo filesystems --->
[*] /dev file system support (OBSOLETE)
之后，linux可以從主機(jī)上找到根文件系統(tǒng)，并創(chuàng)建init進(jìn)程。這樣，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序經(jīng)過接近三周的時(shí)間終于被驅(qū)動(dòng)了