VxWorks的VxBus驱动

基于VxWorks的VxBus字符设备驱动
VxBus是指在 VxWorks 中用于支持设备驱动的特有的架构，这种架构包含对minimal BSP的支持。它包括以下功能:

允许设备驱动匹配对应设备;
提供驱动程序访问硬件的机制;
软件其他部分访问设备功能;
在VxWorks系统中，实现设备驱动的模块化。
VxBus是Vxworks的模块化机制，类似于linux中的module。通过VxBus可以对模块方便的裁剪或者添加。VxBus 在总线控制器驱动程序服务的支持下，能在总线上发现设备，并执行一些初始化工作，使驱动与硬件设备之间正常的通讯。

vxBus下对设备管理做了更为详细的划分，简单说来，硬件称为device，软件叫做driver。如果一个device出现在硬件列表中，启动时需要到driver的队列中去找相应的driver，如果找到，二者结合成一个instance，否则在vxBusShow里可以看到一个orphan。使用vxBusShow可以比较清晰的看到driver列表和device列表以及orphan列表。

相关参数
设备注册：vxbDevRegister(structure vxbDevRegInfo *pDevInfo)
显然，我们唯一要做的就是填充vxbDevRegIndo *pDevInfo结构体，其定义如下
struct vxbDevRegInfo

{
struct vxbDevRegInfo * pNext;UINT32  devID;UINT32  busID;UINT32  vxbVersion;char    drvName[MAX_DRV_NAME_LEN+1];struct drvBusFuncs * pDrvBusFuncs;struct vxbDeviceMethod * pMethods;BOOL (*devProbe) ( struct vxbDev * pDevInfo);struct vxbParams * pParamDefaults;
};

参数解释：

pNext
pNext用于总线级联。如一个挂在网卡上的网卡，其phy通过mii与mac相间接。我们要访问phy，则需要先通过pci总线访问mac，再通过mii总线访问phy。有点类似先做汽车到县城，再转驴车到村子。这里的pNext就是告诉你下面该转驴车了。如果没有级联，则设为NULL。
pMethods
pMethods用于提供了总线的各种方法，但实际上通常只提供该总线特有方法。因为通用方法，如open、read等，一般都是通过io层的system call调用的，他们需要单独注册。
pDrvBusFuncs
pDrvBusFuncs 提供了设备初始化需要的几个接口，一共有三个：
struct drvBusFuncs
struct drvBusFuncs
{
void (*devInstanceInit) (struct vxbDev *);void (*devInstanceInit2) (struct vxbDev *);void (*devInstanceConnect) (struct vxbDev *);
};

devInstanceInit在kernel初始化前被调用，如果这个设备或它的一部分是kernel要用到的，就要放在这里。devInstanceInit2在kernel初始化后被调用，没有什么特别要求的话，初始化最好都放在这里。当然如果该设备特别重要，其他设备需要调用它，一般也会放到devInstanceInit中，因为各个设备之间的调用devInstanceInit时不保证前后顺序。devInstanceConnect用于设备的连接，通常可以不使用，但如果它依赖于其他设备，则可以把启动代码放在这里。如果实在不需要，可以都置为NULL。

系统接口函数
对于字符设备驱动来说，需要实现的仅为I/O系统所需要的接口，即 create, open, read, write, close, ioctl, delete 7个接口函数, I/O系统在与这些接口通信的时候都有规定的参数，其中最重要的就是设备的数据结构。这个数据结构会在设备打开时返回给系统，用于I/O系统与驱动之间的数据交换。
一个典型的设备的数据结构定义为：

typedef struct
{
DEV_HDR devHdr;
int ix; /设备驱动号/
SEL_WAKEUP_LIST selWakeupList;
BOOL Opened;
Bool ReadyToRead;
Bool ReadyToWrite;
}xxx_DEV

/DEV_HDR 是用于创建设备链表的系统定义结构，如下所示/
typedef struvcr /设备头数据结构/

{
DL_NODE node; /设备链表节点/
short drvNum; /设备所对应的驱动索引号/
cha *name; /设备名称/
}

用链表将设备管理起来，I/O系统只需要完成对链表的增删改查即可以完成对设备的添加和修改

heloWorld驱动实例
驱动程序的配置
　采用VxBus驱动的一个主要优点是：设备的驱动程序可以被看成VxWorks 系统的一个组件，通过集成的Workbench开发环境来配置设备驱动。PCI1304数据采集卡需要有以下文件：

一个驱动源文件vxb335xHello.c,执行驱动运行逻辑，包括Hello驱动的实现代码。
一个组件描述文件vxb335xHello.cdf，允许集成驱动到VxWorks开发工具Workbench当中。
一个vxb335xHello.dc文件，提供驱动注册函数原型。
一个vxb335xHello.dr文件,提供一个调用注册函数的C语言代码段。
一个readme文件 ,提供版本信息。
一个makefile 文件，提供建立驱动的编译规则。
helloWorld驱动实例
vxb335xHello.c

/***  @file       vxb335xHello.c*  *  @brief      GPIO控制按键驱动**  @version    1.00*  *  @author     liwanneng*          *  @date       2017.7.24*  *  @copyright  liwanneng**  @details    **  @history    2017.7.24 liwanneng 创建*  @todo*     *  @attention*      *  @see        *//******************************************************************************
**                                  includes
******************************************************************************/#include <vxWorks.h>
#include <stdio.h>                  /* for printf() */
#include <logLib.h>                 /* for logMsg() */
#include <string.h>                 /* for strcmp() */#include <vxBusLib.h>               /* for VXB_DEVICE_ID */
#include <hwif/vxbus/vxBus.h>
#include <hwif/util/hwMemLib.h>     /* for hwMemAlloc() */
#include <hwif/vxbus/hwConf.h>      /* for devResourceGet() and* hcfDeviceGet()*/
#include <driverControl.h>          /* for struct vxbDriverControl */#include "../pmcConfig.h"
#include "vxb335xHello.h"//extern void getUnixTime(UNIX_CLOCK_STRUCT *time);/*********************************************************************************
**              GLOBAL VARIABLE DEFINITIONS
*********************************************************************************/LOCAL int       g_helDrvNum = 0;    /* 驱动程序索引号 */
//LOCAL SEM_ID    g_semLedM;              /* gpioLed互斥信号量 *//*********************************************************************************
**              MACRO DEFINITIONS
*********************************************************************************/#define HELLO_DEVICE_NAME         "/hello"   /*********************************************************************************
**              FUNCTION DECLARATIONS
*********************************************************************************/LOCAL void helInstInit(VXB_DEVICE_ID pInst);
LOCAL void helInstInit2(VXB_DEVICE_ID pInst);
LOCAL void helInstConnect(VXB_DEVICE_ID pInst);//void helAm335xShow( VXB_DEVICE_ID pDev);
LOCAL int helDrvOpen(DEV_HDR *pHelDevHdr, int option, int flags);
LOCAL int helDrvClose(int helDevId);
LOCAL STATUS helDrvIoctl(int helDevId, int cmd, int arg);
LOCAL STATUS helWrite(int helDevId, int *pBuf, int len);
LOCAL STATUS helRead(int helDevId, int *pBuf, int len);/*********************************************************************************
**                          VxBus 驱动框架
*********************************************************************************//* VXB初始化设备调用程序 */
LOCAL struct drvBusFuncs helFuncs =
{helInstInit,        /* devInstanceInit */helInstInit2,       /* devInstanceInit2 */helInstConnect      /* devConnect */
};LOCAL struct vxbDeviceMethod helMethods[ ] =
{{ 0, 0}
};/*diver rigister info*/
LOCAL struct vxbDevRegInfo helDevRegistration =
{NULL,                   /* pNext */VXB_DEVID_DEVICE,       /* devID */VXB_BUSID_PLB,          /* busID = PLB */VXB_VER_5_0_0,          /* vxbVersion */"hello",              /* drvName */&helFuncs,          /* pDrvBusFuncs */helMethods,         /* pMethods */NULL,                   /* devProbe */NULL                    /* pParamDefaults */
};/*********************************************************************************
**             DRIVER FUNCTIONS
*********************************************************************************//*******************************************************************************
*
* gpioLedRegister - register GpioLed driver
*
* This routine registers the GpioLed driver and device recognition
* data with the vxBus subsystem.
*
* RETURNS: N/A
*
* ERRNO
*/
void am335xHelRegister(void){vxbDevRegister((struct vxbDevRegInfo *)&helDevRegistration);}/*******************************************************************************
*
* GpioLedInstInit - initialize GpioLed device
*
* This is the wrsample initialization routine.
*
* RETURNS: N/A
*
* ERRNO
*/LOCAL void helInstInit
(VXB_DEVICE_ID pInst
)
{return;
}/*******************************************************************************
*
* GpioLedInstInit2 - initialize GpioLed device
*
* This is seconde phase initialize routine for VxBus driver.
*
* RETURNS: N/A
*
* ERRNO
*/
LOCAL void helInstInit2(VXB_DEVICE_ID pInst){HEL_DEV * pDrvCtrl;/* to store the HCF device */HCF_DEVICE * pHcf = NULL; /* check for vaild parameter */if (pInst == NULL)return;/* allocate the memory for the structure */pDrvCtrl = (HEL_DEV *)malloc(sizeof(HEL_DEV));/* check if memory allocation is successful */if (pDrvCtrl == NULL)return;  /* get the HCF device from vxBus device structure */pHcf = hcfDeviceGet (pInst);/* if pHcf is NULL, no device is present */if (pHcf == NULL)return;/* per-device init */pInst->pDrvCtrl = pDrvCtrl;}/*******************************************************************************
*
* gpioInstConnect - VxBus connect phase routine for Gpio driver
*
* This is connect phase routine.
*
* RETURNS: N/A
*
* ERRNO: not set
*/LOCAL void helInstConnect
(VXB_DEVICE_ID pInst
)
{HEL_DEV * pDrvCtrl;pDrvCtrl = pInst->pDrvCtrl;logMsg("debug:helInstConnect entered.\n",0,0,0,0,0,0);if(pDrvCtrl == NULL){// GPIO_DBG_MSG(2,"HelInstConnect: pDrvCtrl is NULL, pDev is 0x%x\n", pInst,1,2,3,4,5);return;}/*注册驱动*/if((g_helDrvNum = iosDrvInstall( helDrvOpen, (FUNCPTR) NULL, helDrvOpen,(FUNCPTR) helDrvClose, helRead, helWrite, helDrvIoctl )) < 0){logMsg("debug:iosDrvInstall failed.\n",0,0,0,0,0,0);return;}/* 添加设备 */if(iosDevAdd(&pDrvCtrl->devHdr, HELLO_DEVICE_NAME, g_helDrvNum)){free((char *)pDrvCtrl);return ;}return;
}/*******************************************************************************
*
* gpioDrvOpen - open Gpio
*
*/
LOCAL int helDrvOpen
(DEV_HDR  *pHelDevHdr,int     option, int     flags
)
{HEL_DEV *pHelDev = (HEL_DEV *)pHelDevHdr;if(pHelDev == NULL){return ERROR;}return ((int)pHelDevHdr);
}/*******************************************************************************
*
* gpioDrvClose - close Gpio
*
*/  LOCAL int helDrvClose
(int helDevId
)
{HEL_DEV *pHelDev = (HEL_DEV *)helDevId;if(pHelDev == NULL){return ERROR;}return((int)helDevId);
}/*******************************************************************************
*
* gpioRead -
*
*/LOCAL STATUS helRead
(int  helDevId,int  *pBuf, int  len
)
{return OK;
}/*******************************************************************************
*
* gpioWrite -
*
*/LOCAL STATUS helWrite
(int helDevId, int *pBuf, int len
)
{return OK;
}/*******************************************************************************
*
* gpioDrvIoctl - special device control
*
* RETURNS: OK or ERROR.
*/LOCAL STATUS helDrvIoctl
(int helDevId, int cmd, int arg
)
{switch((HEL_CTL)cmd){case HEL_WRITE:    logMsg("ioctl write in kernel.\n",0,0,0,0,0,0);break;case HEL_READ:logMsg("ioctl read in kernel.\n",0,0,0,0,0,0);break;default:return ERROR;}return OK;}

vxb335xHello.cdf文件

/**********************************************************************
*
* sample 3rd-party VxBus driver provided by Wind River
*
*/Component DRV_AM335X_HEL {NAME            AM335X HELLO VxBus driverSYNOPSIS        AM335X HELLO VxBus driver provided by ceiecREQUIRES        INCLUDE_VXBUS \INCLUDE_PLB_BUSMODULES         vxb335xHello.oPROTOTYPE       void am335xHelRegister(void);INIT_RTN        am335xHelRegister();INIT_AFTER      INCLUDE_PLB_BUS_INIT_ORDER     hardWareInterFaceBusInit_CHILDREN       FOLDER_DRIVERS
}

vxb335xHello.dc文件

IMPORT void am335xHelRegister(void);

vxb335xHello.dr文件

#ifdef DRV_AM335X_HELam335xHelRegister();
#endif /* DRV_AM335X_HEL */

hwconfig.c中添加设备列表
完成上述驱动之后，在hwconfig.c中添加设备列表以及硬件信息
如果需要增加一个设备，需要在hwconfig.c中的设备列表即hcfDeviceList数组添加设备信息，这个数组中列有本系统中所有需要初始化的硬件设备。例如：

　HCF_DEVICE hcfDeviceList[] = {#ifdef DRV_AM335X_HEL{ "hello",           0, VXB_BUSID_PLB, 0, vxbHelNum,    vxbHelResources},
#endif

在参数中指明了它的名字“hello”，初始化的时候根据这个名字去搜索驱动。它的unit是0，初始化结束以后，会在设备列表中看到这个unit number。vxbHelResources是前面定义的一组资源。对于单核CPU，配置到这里就结束了。如果是多核，还需要修改一下sysDeviceFilter，这个函数决定一个设备在哪个核上初始化。如果还有hypervisor，还需要修改wrhvConfig.xml和vxworksX.xml，将特定的终端放开到指定的核。

我们这里只需要添加设备列表和硬件信息就可以了。如下：

/* Hello驱动硬件信息*/
#ifdef DRV_AM335X_HEL
const struct hcfResource vxbHelResources[] = {{ "regBase",        HCF_RES_INT, { (void *)0} },
};
#define vxbHelNum NELEMENTS(vxbHelResources)
#endif/*添加设备对设备链表*/
#ifdef DRV_AM335X_HEL{ "hello",           0, VXB_BUSID_PLB, 0, vxbHelNum,    vxbHelResources},
#endif

VxBus的驱动相比 Linux 不需要虚拟内存物理内存的映射，所以实现起来简单多了

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