S5PV210(TQ210)学习笔记——USB HOST移植


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S5PV210 TQ210 OHCI EHCI USBHOST

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在写USB驱动程序的时候意外发现默认状态下内核没有驱动S5PV210的USB HOST控制器,于是,我自己动手移植了一下S5PV210的USB HOST模块,S5PV210的USB HOST控制器跟S3C2440的有些不同,S5PV210同时支持EHCI和OHCI接口(两者的区别自己谷歌搜一下),这样,S5PV210在功能上就完全支持USB2.0接口了。

Linux内核(以3.8.3为例)默认仅提供了ehci-s5p.c,但是提供了很多其他平台的ohci源码,因此,我们可以参考ohci-exynos.c来编写自己的ohci-s5p.c,然后参考ehci-s5p.c的代码组织方式添加到内核就可以了。下面废话少说,直接进入正题,开始USB HOST的EHCI和OHCI移植。

一 编写自己的ohci-s5p.c

我们以ohci-exynos.c为模板,修改以适合我们的S5P平台。

(1)拷贝ohci-exynos.c为ohci-s5p.c

(2)替换所有的exynos为s5p

(3)由于有些地方是exynos4,所以,还需要将s5p4替换为s5p

(4)如果是3.4版本的内核不需要修改头文件,但是3.8.3内核对文件结构作了调整,还是将ohci-exynos.h头文件改为:

[plain]  view plain copy
  1. #include <linux/platform_data/usb-ohci-s5p.h>  

二 修改drivers/usb/host目录下的相关文件

(1)打开ohci-hcd.c文件,找到ohci-exynos,然后再其前面添加S5P平台支持,修改后如下:

[plain]  view plain copy
  1. #ifdef CONFIG_USB_OHCI_S5P  
  2. #include "ohci-s5p.c"  
  3. #define PLATFORM_DRIVER     s5p_ohci_driver  
  4. #endif  
  5.    
  6. #ifdef CONFIG_USB_OHCI_EXYNOS  
  7. #include "ohci-exynos.c"  
  8. #define PLATFORM_DRIVER     exynos_ohci_driver  
  9. #endif  
(2)打开Kconfig文件,在config USB_OHCI_EXYNOS前面添加S5P配置支持,修改后如下:
[plain]  view plain copy
  1. config USB_OHCI_S5P  
  2.        boolean "S5P OHCI support"  
  3.        depends on USB_OHCI_HCD && PLAT_S5P  
  4.        help  
  5.      Enable support for the S5P SOC's on-chip OHCI controller.  
  6.   
  7. config USB_OHCI_EXYNOS  
  8.     boolean "OHCI support for Samsung EXYNOS SoC Series"  
  9.     depends on USB_OHCI_HCD && ARCH_EXYNOS  
  10.     help  
  11.      Enable support for the Samsung Exynos SOC's on-chip OHCI controller.  

三 编写usb-ohci-s5p.h头文件

(1)切换目录到include/linux/platform_data/,然后拷贝usb-exynos.h到usb-ohci-s5p.h。

(2)打开usb-ohci-s5p.h,将所有的exynos4替换为s5p。

(3)将EXYNOS替换为S5P。

完成这三步,ohci的驱动就已经做好了,但是还需要添加平台支持。

四 配置平台支持

(1)切换到目录arch/arm/plat-samsung,然后打开devs.c文件

(2)在CONFIG_S5P_DEV_USB_EHCI模块后面添加如下内容:

[plain]  view plain copy
  1. #ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_OHCI  
  2. static struct resource s5p_ohci_resource[] = {  
  3.     [0] = DEFINE_RES_MEM(0xEC300000, SZ_256),  
  4.     [1] = DEFINE_RES_IRQ(S5P_IRQ_VIC1(23)),  
  5. };  
  6.   
  7. struct platform_device s5p_device_ohci = {  
  8.     .name       = "s5p-ohci",  
  9.     .id     = -1,  
  10.     .num_resources  = ARRAY_SIZE(s5p_ohci_resource),  
  11.     .resource   = s5p_ohci_resource,  
  12.     .dev        = {  
  13.         .dma_mask       = &samsung_device_dma_mask,  
  14.         .coherent_dma_mask  = DMA_BIT_MASK(32),  
  15.     }  
  16. };  
  17.   
  18. void __init s5p_ohci_set_platdata(struct s5p_ohci_platdata *pd)  
  19. {  
  20.     struct s5p_ohci_platdata *npd;  
  21.   
  22.     npd = s3c_set_platdata(pd, sizeof(struct s5p_ohci_platdata),  
  23.             &s5p_device_ohci);  
  24.   
  25.     if (!npd->phy_init)  
  26.         npd->phy_init = s5p_usb_phy_init;  
  27.     if (!npd->phy_exit)  
  28.         npd->phy_exit = s5p_usb_phy_exit;  
  29. }  
  30. #endif /* CONFIG_S5P_DEV_USB_OHCI */  
(2)添加ohci的头文件
[plain]  view plain copy
  1. #include <linux/platform_data/usb-ohci-s5p.h>  
(3)打开Kconfig文件,在S5P_DEV_USB_EHCI模块后面添加OHCI支持,修改后如下
[plain]  view plain copy
  1. config S5P_DEV_USB_EHCI  
  2.     bool  
  3.     help  
  4.       Compile in platform device definition for USB EHCI  
  5.   
  6. config S5P_DEV_USB_OHCI  
  7.     bool  
  8.     help  
  9.       Compile in platform device definition for USB OHCI  
(4)切换到arch/arm/mach-s5pv210目录,打开mach-smdkv210.c,在smdkv210_devices的定义中添加ehci和ohci设备,如下:
[plain]  view plain copy
  1. #ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_EHCI  
  2.     &s5p_device_ehci,  
  3. #endif  
  4. #ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_OHCI  
  5.      &s5p_device_ohci,  
  6. #endif  
然后定义platform_data文件,内容如下:
[plain]  view plain copy
  1. #ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_EHCI  
  2. static struct s5p_ehci_platdata s5p_ehci_platdata;  
  3. #endif  
  4. #ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_OHCI  
  5. static struct s5p_ohci_platdata s5p_ohci_platdata;  
  6. #endif  
最后,设置platform_data,在smdkv210_machine_init函数中添加如下内容:
[plain]  view plain copy
  1. #ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_EHCI  
  2.     s5p_ehci_set_platdata(&s5p_ehci_platdata);  
  3. #endif  
  4. #ifdef CONFIG_S5P_DEV_USB_OHCI  
  5.     s5p_ohci_set_platdata(&s5p_ohci_platdata);  
  6. #endif  
这样,就将平台设备注册给内核了。

五 修改setup-usb-phy.c文件

从3.4版本开始,内核中自带的setup-usb-s5p.c文件就存在问题,需要修改才能支持S5PV210芯片。

切换到目录arch/arm/mach-s5pv210,将setup-usb-s5p.c文件中的内容替换成下面的代码:

[plain]  view plain copy
  1. #include <linux/platform_device.h>  
  2. #include <linux/clk.h>  
  3. #include <linux/err.h>  
  4. #include <linux/io.h>  
  5. #include <linux/delay.h>  
  6. #include <mach/regs-clock.h>  
  7. #include <mach/gpio.h>  
  8. #include <mach/regs-sys.h>  
  9. #include <plat/regs-usb-hsotg-phy.h>  
  10. #include <plat/usb-phy.h>  
  11. #include <plat/clock.h>  
  12. #include <plat/gpio-cfg.h>  
  13.   
  14. int s5p_usb_phy_init(struct platform_device *pdev, int type)  
  15. #include <linux/platform_device.h>  
  16. #include <linux/clk.h>  
  17. #include <linux/err.h>  
  18. #include <linux/io.h>  
  19. #include <linux/delay.h>  
  20. #include <mach/regs-clock.h>  
  21. #include <mach/gpio.h>  
  22. #include <mach/regs-sys.h>  
  23. #include <plat/regs-usb-hsotg-phy.h>  
  24. #include <plat/usb-phy.h>  
  25. #include <plat/clock.h>  
  26. #include <plat/gpio-cfg.h>  
  27.   
  28. int s5p_usb_phy_init(struct platform_device *pdev, int type)  
  29. {  
  30.     int err;  
  31.     struct clk *otg_clk;  
  32.   
  33.     if (type != S5P_USB_PHY_HOST)  
  34.         return -EINVAL;  
  35.   
  36.     otg_clk = clk_get(&pdev->dev, "otg");  
  37.     if (IS_ERR(otg_clk)) {  
  38.         dev_err(&pdev->dev, "Failed to get otg clock\n");  
  39.         return PTR_ERR(otg_clk);  
  40.     }     
  41.   
  42.     err = clk_enable(otg_clk);  
  43.     if (err) {  
  44.         clk_put(otg_clk);  
  45.         return err;  
  46.     }     
  47.   
  48.     if (readl(S5PV210_USB_PHY_CON) & (0x1<<1)) {  
  49.         clk_disable(otg_clk);  
  50.         clk_put(otg_clk);  
  51. -- 可视 --                                                                                                          1,1          顶端  
  52.         return 0;  
  53.     }  
  54.   
  55.     __raw_writel(__raw_readl(S5PV210_USB_PHY_CON) | (0x1<<1),  
  56.             S5PV210_USB_PHY_CON);  
  57.     __raw_writel((__raw_readl(S3C_PHYPWR)  
  58.                 & ~(0x1<<7) & ~(0x1<<6)) | (0x1<<8) | (0x1<<5) | (0x1<<4),  
  59.             S3C_PHYPWR);  
  60.     __raw_writel((__raw_readl(S3C_PHYCLK) & ~(0x1<<7)) | (0x3<<0),  
  61.             S3C_PHYCLK);  
  62.     __raw_writel((__raw_readl(S3C_RSTCON)) | (0x1<<4) | (0x1<<3),  
  63.             S3C_RSTCON);  
  64.     __raw_writel(__raw_readl(S3C_RSTCON) & ~(0x1<<4) & ~(0x1<<3),  
  65.             S3C_RSTCON);  
  66.     /* "at least 10uS" for PHY reset elsewhere, 20 not enough here... */  
  67.     udelay(50);  
  68.   
  69.     clk_disable(otg_clk);  
  70.     clk_put(otg_clk);  
  71.   
  72.     return 0;  
  73. }  
  74.   
  75.   
  76. int s5p_usb_phy_exit(struct platform_device *pdev, int type)  
  77. {  
  78.     if (type != S5P_USB_PHY_HOST)  
  79.         return -EINVAL;  
  80.   
  81.     __raw_writel(__raw_readl(S3C_PHYPWR) | (0x1<<7)|(0x1<<6),  
  82.             S3C_PHYPWR);  
  83.     __raw_writel(__raw_readl(S5PV210_USB_PHY_CON) & ~(1<<1),  
  84.             S5PV210_USB_PHY_CON);  
  85.   
  86.     return 0;  
  87. }  

六 内核配置项修改

这时,执行make menuconfig配置,在Device Drivers  --->USB support 下看不到OHCI HCD support,只能看到EHCI HCD support,这是因为内核配置存在关联关系,现在解决这个问题。

(1)切换到目录drivers/usb/,打开Kconfig,在USB_ARCH_HAS_OHCI模块下添加如下内容

[plain]  view plain copy
  1. default y if PLAT_S5P  
(2)切换到目录drivers/usb/host下,打开Kconfig,在USB_EHCI_S5P模块下添加如下内容:
[plain]  view plain copy
  1. select S5P_DEV_USB_EHCI  
然后再USB_OHCI_S5P模块下添加如下内容:
[plain]  view plain copy
  1. select S5P_DEV_USB_OHCI  
到这里,执行make menuconfig,到USB相关部分开始OHCI和EHCI中S5P相关,然后编译内核即可正式支持S5PV210内核了。

七 EHCI模块内核bug修改

到这里虽然已经编译 通过了,下载到开发板也可以看到OHCI和EHCI模块都被驱动起来了,插入U盘时也可以正常访问U盘里的数据了,但是,你会发现,如果你对内核U盘中的内容稍作修改然后卸载U盘的话就会发生错误,而且U盘中也没有存入任何数据,这说明,上面的配置仅支持了U盘的读取,还无法支持写操作。

由于芯片手册上对USB HOST部分,我对各寄存器的功能也不是很了解,另外,想了解各部分的功能还需要阅读USB1.0、USB1.1和USB2.0协议,如果想支持USB3.0,还需要阅读相关协议,我暂时还没有时间和精力来阅读这些资料,于是,我去三星的邮件列表中查找,找到了相关问题的解决方法。

打开ehci-s5p.c,然后找到注释

[plain]  view plain copy
  1. /* DMA burst Enable */  
一共有两处,分别将其下的一行代码:
[plain]  view plain copy
  1. writel(EHCI_INSNREG00_ENABLE_DMA_BURST, EHCI_INSNREG00(hcd->regs));  
改为:
[plain]  view plain copy
  1. writel(0x000E0000, hcd->regs + 0x90);  
  2. writel(0x00400040, hcd->regs + 0x94);  
这样,就解决了U盘卸载时出错的问题。

八 小结

经过上面一番大战,Linux-3.8.3或者Linux-3.8.6就可以正常驱动S5PV210的USB HOST模块了。

最后,发表一下个人意见,学习嵌入式这些东西,还是需要自己亲自动手做一下,拿官方的核去做一些简单的应用跟在PC上开发东西没什么两样,你是不会看到底层那些美妙的风景的,如果想踏踏实实的做好嵌入式,底层还是不能忽略的,最好从裸机开始。


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本文作者:girlkoo

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