Gexmul Device原理简述
1.初始化device模块
device.cc device_init()
{
autodev_init();
}
autodev.cc autodev_init()
{
device_register("ns16550", devinit_ns16550);
device_entries[n_device_entries].initf = initf;
pci_register("rtl8139c", pciinit_rtl8139c);
pci_entries[n_pci_entries].initf = initf;
}
autodev.cc是由makeautodev.sh自动生成的，autodev_init完成注册device模块
2.添加device
device.cc device_add()
{
查找device是否已经注册
p = device_lookup(devinit.name);
解析参数, device的参数是以字符串的形式传入
地址
devinit.addr = mystrtoull(s3, NULL, 0);
devinit.addr2 = mystrtoull(s3, NULL, 0);
长度
devinit.len = mystrtoull(s3, NULL, 0);
devinit.addr_mult = mystrtoull(s3, NULL, 0);
PCI信息
devinit.pci_little_endian = mystrtoull(s3, NULL, 0);
中断信息
snprintf(devinit.interrupt_path, interrupt_path_len, "%s", s3);
devinit.in_use = mystrtoull(s3, NULL, 0);
snprintf(devinit.name2, len + 1, "%s", h);
初始化device，就是调用的device_init中注册的初始化函数
p->initf(&devinit)
}
2.1 device初始化：
device的初始化函数在各个device文件中通过device.h中的宏定义：
#define DEVINIT(name) int devinit_ ## name (struct devinit *devinit)
device的初始化主要完成device中断的分配和device内存地址的注册及一些与device相关的设置，以ns16550为例：
DEVINIT(ns16550)
{
中断分配
INTERRUPT_CONNECT(devinit->interrupt_path, d->irq);
为device注册内存地址，并将访问内存地址的函数注册进去
memory_device_register(devinit->machine->memory, name, devinit->addr,
DEV_NS16550_LENGTH * d->addrmult, dev_ns16550_access, d,
DM_DEFAULT, NULL);
tick函数，主要是为触发中断使用
machine_add_tickfunction(devinit->machine, dev_ns16550_tick, d, TICK_SHIFT);
其它的相关设置
prepare_ns16550_device(d);
}
3. device的访问:
虚拟机通过mips_memory_rw访问内存，在其中会先检查访问的地址是不是device地址，如果是的话就会找到device地址并访问见"内存”章节：
int MEMORY_RW(struct cpu *cpu, struct memory *mem, uint64_t vaddr,
unsigned char *data, size_t len, int writeflag, int misc_flags)
{
…
if (paddr >= mem->mmap_dev_minaddr && paddr < mem->mmap_dev_maxaddr) {
初始化要扫描的device number
start = 0; end = mem->n_mmapped_devices - 1;
i = mem->last_accessed_device;
遍历所有deivce地址
do {
if (paddr >= mem->devices[i].baseaddr &&
paddr < mem->devices[i].endaddr)
{
paddr -= mem->devices[i].baseaddr;
找到device，执行device的访问(即访问device寄存器，内部FIFO等)，在访问函数内部使用的是相对地址
res = mem->devices[i].f(cpu, mem, paddr,
data, len, writeflag,
mem->devices[i].extra);
}
二分法查找
if (paddr < mem->devices[i].baseaddr)
end = i - 1;
if (paddr >= mem->devices[i].endaddr)
start = i + 1;
i = (start + end) >> 1;
}while (start <= end)
}
…
}
这里mem->devices[i].f是device初始化的时候注册进mem模块的dev_ns16550_access，在dev_ns16550.cc中结合memory.h的宏DEVICE_ACCESS定义的：
#define DEVICE_ACCESS(x) int dev_ ## x ## _access(struct cpu *cpu, \
struct memory *mem, uint64_t relative_addr, unsigned char *data, \
size_t len, int writeflag, void *extra)
DEVICE_ACCESS(ns16550)
{
根据访问的相对地址，访问device模拟的寄存器，及做相应的动作，例如触发中断等等，实际可参考代码
}
4. device的trick：
device的trick是在每个clock trick要检查的函数，用于模拟中断行为dev_ns16550_tick在dev_ns16550.cc中结合machine.h的宏DEVICE_TICK定义
#define DEVICE_TICK(x) void dev_ ## x ## _tick(struct cpu *cpu, void *extra)
DEVICE_TICK(ns16550)
{
…
INTERRUPT_ASSERT(d->irq); 产生中断
…
INTERRUPT_DEASSERT(d->irq); 消除中断
}