博通Broadcom SDK源码学习与开发6——支持Linux系统

原创已于 2022-02-03 00:19:37 修改 · 1k 阅读

0 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#linux #博通 #通信 #c语言 #socket

于 2022-01-25 23:08:14 首次发布

博通Broadcom SDK源码学习与探究专栏收录该内容

12 篇文章

订阅专栏

本文是博通Broadcom SDK源码学习系列的第六篇，主要探讨在Linux系统下，如何利用共享内存、中断和socket进行通信。介绍了Linux启动过程，以及通信机制如socket的使用、中断通信的机制和共享内存通信的实例。

声明：原创作品，严禁用于商业目的。本系列文章将全面剖析以Bcm33xxx芯片开发Cablemodem产品的SDK源码为例，从编译系统到各个功能模块进行分析与探讨。

0.写在前篇

1. Flash布局

bcm3383的flash一共是32M大小，可以存储两个5.xM的CM img和一个8M的Linux img（kernel+fs），还有其他的一些配置信息和bootloader。
flash_layout

2. Linux启动

3383的芯片具有同时支持双系统同时运行（eCos和Linux），然后使用进行沟通协作完成相应的功能。

在两个同时运行的系统中，eCos实现了大部分的功能，仅仅有小部分的功能通过控制Linux来完成，比如usb。

使用make pktc_ver=15 bfc_opts=”linux_on_pmc remoteflash“编译生成的eCos，在启动过程中，会检查是否有linux的kernel存在。如果是，则解压缩linux的img后，启动linux 通过BootLinux函数来启动linux,调用序列：

BcmBfcSystem::Initialize
                    \__BcmBfcTarget::InitTarget
                                           \__BcmBfcStdEmbeddedTarget::InitTargetImpl
                                                                                 \__BootLinux

BootLinux会经过以下步骤：
检查img是否有效
获取img的头文件信息
设置linux的mac addr
配置一些pmc ctrol的信息
启动linux
启动Linux过程

3. 通信机制

eCos系统启动linux以后，eCos可以发送指令对linux进行控制，主要的功能有：
(1) 发送指令给linux完成usb的mount工作。使用linux最主要的功能就是usb，samba等的功能。
(2) shutdown，reboot linux。
(3) 修改linux的root的password。

根据功能需求，自然会需要相应的通信机制的支持。目前的通信机制有：
(1) socket通信。通过socket发送给Linux的UDP server来mount usb
(2) 中断机制。eCos和Linux各自都注册有ISR，通过发送中断来调用ISR进行配置
(3) 共享内存。eCos和Linux系统运行在一个cpu芯片上，使用同一个内存。通过使用某特定的内存空间实现数据共享通信。

3.1 共享内存通信

eCos和Linux系统共用同一块128M的SDRAM，其中单独预留了512Bytes大小的空间用来发送消息。
共享内存机制
在通信中，共享内存是最简单的一种方式。
(1) eCos负责写入信息到固定的内存空间。
(2) Linux进程会定时使用ioctl的private命令去检查共享内存区域是否有信息
(3) 进程获取信息后进行一些具体的操作。比如修改passwd

3.2 中断通信

在eCos和Linux中各自都注册有ISR，在运行时候通过往某一个固定内存地址进行写入动作，然后会触发中断
ISR使用同一中断线，通过获取到中断内存中的int值，来区分不同的中断。
中断内存地址
在系统编译阶段，这个内存地址就已经是固定的:
eCos中代码如下:

#if BCM3380                                                                                                   
#define ITC_INBOX_REG_ADDRESS 0xb4610000                                                                      
#define ITC_OUTBOX_REG_ADDRESS 0xb4610004                                                                     
#else                                                                                                         
#define ITC_INBOX_REG_ADDRESS 0xb3e0102c                                                                      
#define ITC_OUTBOX_REG_ADDRESS 0xb3e01028                                                                                                    
#endif

Linux代码如下：

#define INTERRUPT_ID_VFLASH INTERRUPT_ID_DQM_IRQ
#define ITC_OUTBOX_REG_ADDRESS 0xb600102c

3.2.1 中断通信机制使用

首先需要注册ISR来负责处理对方发出的中断信息，.然后各自往中断地址写入信息。
（1）eCos注册ISR（ItcIsr）的过程：

BcmBfcSystem::Initialize
                    \__BcmBfcTarget::InitTarget
                                           \__BcmBfcStdEmbeddedTarget::InitTargetImpl
                                                                                 \__BoardHalInit
                                                                                           \__DoItcInit
                                                                                                  \__BcmHalMapInterrupt(ItcIsr, intId)

（2）Linux中注册ISR（bcmvenet_cmd_isr）的过程

bcmvenet_module_init
           \__bcmvenet_init_dev
                        \__BcmHalMapInterrupt((FN_HANDLER)bcmvenet_cmd_isr, (unsigned int)pDevCtrl, pDevCtrl->cmdIrq)

3.2.2 中断通信机制举例

中断类型
比较典型的就是eCos使用shutdown命令来关闭Linux。
(1) 在eCos console中下达shutdown linux后，会给某内存中写入相应的shutdown指令–某int型数据，同时产生中断。然后等待在ItcWaitHaltSem信号量上
(2) Linux接受到中断后调用ISR，bcmvenet_cmd_isr（）函数根据从内存中获取的指令数据，进行特定响应，–根据启动时候传入的current信息，给/bin/rmtshutdown发送SIGINT，会触发关机动作
(3) 同时发送回复信息给eCos，同时会产生中断
(4) eCos根据中断调用ISR，ItcIsr获取回复的信息，释放ItcWaitHaltSem信号量
(5) console完成相应的动作
流程如下：
中断shutdown举例

4. socket通信

在通信中，usb的mount动作会通过socket进行通信。 eCos在获取Linux的IP后，使用socket往Linux的ip的某一固定端口发送socket数据。 Linux侦听在端口，一有数据后就进行分析处理，然后返回eCos一个应答消息通信流程：
socket通信

5. 共享内存机制

eCos中共享的内存空间有512Byte可以用来通信，目前passwd，macaddr设置使用了128*2Bytes，剩下的256Bytes还没有使用可以有两种扩展方式：
(1) 使用剩下的256Bytes来进行通信,如此的共享方式有限制性，只能提供少量的通信方式
(2) 通过对共享内存中的数据进行标记，来达到同一共享内存的复用

6. 小结(几类通信机制比较）

共享内存：
利: 机制实现简单，系统刚启动时候也可以使用
弊: 扩展空间有限，响应不及时
中断机制：
利：相应迅速，扩展相对容易
弊： ISR处理需要关闭中断，对ISR处理程序的实时性要求高
socket通信：
利：扩展，实现方便，相应速度相对比较快捷
弊： -
综合而言：
系统初始化时候，简单的通信方式可以使用共享内存
实时性要求高的通信方式应该使用中断
其他考虑使用socket通信。