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常将有日思无日，莫把无时当有时-
Linux设备驱动开发 学习笔记（4）——电源管理
基于宋宝华《Linux设备驱动开发详解-基于最新的Linux4.0内核》。
电源管理的唯一目标是 省电 。
CMOS电路中的功耗与电压的平方成正比，与频率成正比：P∝fV^2
图中，有两处频率变换的地方：
- CPUFreq——针对CPU/SOC来说。该子系统位于drivers/cpufreq目录下。
- DevFreq——针对外围设备/模块来说。该子系统位于drivers/devfreq目录下。
CPUFreq的核心层位于drivers/cpufrq/cpufreq.c：
- 为各个SOC的CPUFreq驱动实现提供了一套统一的接口
- 实现了一套notifier机制，用于在CPUFreq的策略和频率改变的时候想其他模块发出通知
每个SOC的具体CPUFreq驱动实例只需要实现电压、频率表，以及从硬件层面完成这些变化。
SOC CPUFreq驱动只是设定了CPU的频率参数，以及提供了设置频率的途径。
一个SOC的CPUFreq驱动实例（drivers/cpufreq/s3c64xx-cpufreq.c）：
... static struct s3c64xx_dvfs s3c64xx_dvfs_table[] = { [0] = { 1000000, 1150000 }, [1] = { 1050000, 1150000 }, [2] = { 1100000, 1150000 }, [3] = { 1200000, 1350000 }, [4] = { 1300000, 1350000 }, }; static struct cpufreq_frequency_table s3c64xx_freq_table[] = { { 0, 0, 66000 }, { 0, 0, 100000 }, { 0, 0, 133000 }, { 0, 1, 200000 }, { 0, 1, 222000 }, { 0, 1, 266000 }, { 0, 2, 333000 }, { 0, 2, 400000 }, { 0, 2, 532000 }, { 0, 2, 533000 }, { 0, 3, 667000 }, { 0, 4, 800000 }, { 0, 0, CPUFREQ_TABLE_END }, }; static int s3c64xx_cpufreq_set_target(struct cpufreq_policy *policy, unsigned int index) { ... ret = regulator_set_voltage(vddarm, dvfs->vddarm_min, dvfs->vddarm_max); ... ret = clk_set_rate(policy->clk, new_freq * 1000); ... } #ifdef CONFIG_REGULATOR static void s3c64xx_cpufreq_config_regulator(void) { ... cpufreq_for_each_valid_entry(freq, s3c64xx_freq_table) { dvfs = &s3c64xx_dvfs_table[freq->driver_data]; found = 0; for (i = 0; i < count; i++) { v = regulator_list_voltage(vddarm, i); if (v >= dvfs->vddarm_min && v <= dvfs->vddarm_max) found = 1; } ... } #endif static int s3c64xx_cpufreq_driver_init(struct cpufreq_policy *policy) { ... policy->clk = clk_get(NULL, "armclk"); ... s3c64xx_cpufreq_config_regulator(); ... regulator_put(vddarm); clk_put(policy->clk); ... } static struct cpufreq_driver s3c64xx_cpufreq_driver = { .flags = CPUFREQ_NEED_INITIAL_FREQ_CHECK, .verify = cpufreq_generic_frequency_table_verify, .target_index = s3c64xx_cpufreq_set_target, .get = cpufreq_generic_get, .init = s3c64xx_cpufreq_driver_init, .name = "s3c", }; static int __init s3c64xx_cpufreq_init(void) { return cpufreq_register_driver(&s3c64xx_cpufreq_driver); } module_init(s3c64xx_cpufreq_init);究竟频率依据哪种标准，进行何种变化，完全有CPUFreq的策略（policy）决定：
用户空间可通过/sys/devices/system/cpu/cpux/cpufreq节点来设置CPUFreq（采用userspace策略），则运行如下命令：
\# echo userspace > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor \# echo 700000 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_setspeedCPUFreq子系统主要会发出两种通知（notifier）：
- 策略变化时，发出3次通知
- CPUFREQ_ADJUST：所有注册的notifier可以根据硬件或温度的情况去修改范围（policy->min & max）
- CPUFREQ_INCOMPATIBLE：除非前面的策略设定可能会导致硬件出错，否则，被注册的notifier不能改变范围等设定
-
CPUFREQ_NOTIFY：所有注册的notifier都会被告知新的策略已经被设置
- 频率变化时，发出2次通知
- CPUFREQ_PRECHANGE：准备变更
-
CPUFREQ_POSTCHANGE：已经完成变更
- 其他
- CPUFREQ_SUSPENDCHANGE：挂起系统
- CPUFREQ_RESUMECHANG：恢复系统
除了CPU以外，一些非CPU设备也支持多个操作频率和电压，存在多个OPP。Linux 3.2之后的内核也支持针对这种非CPU设备的DVFS，该套子系统为DEVFreq，位于drivers/devfreq目录。
某个domain所支持的<频率，电压>对的集合被称为Operating Performance Point，缩写为OPP。
一个OPP实例：
static struct omap_opp_def __initdata omap44xx_opp_def_list[]={ /* MPU OPP1 - OPP50 */ OPP_INITIALIZER("mpu", true, 300000000, OMAP4430_VDD_MPU_OPP50_UV), ... } ... int __init omap4_opp_init(void) { ... r = omap_init_opp_table(omap44xx_opp_def_list, ARRAY_SIZE(omap44xx_opp_def_list)); ... } device_initcall(omap4_opp_init); int __init omap_init_opp_table(struct omap_opp_def *opp_def, u32 opp_def_size) { ... for(i = 0; i< opp_def_size;i++,opp_def++){ ... r = opp_add(dev, opp_def->freq, opp_def->u_volt); ... } return 0; }下面两个API分别用于获取与某OPP对应的电压和频率：
unsigned long opp_get_voltage(struct opp *opp);
unsigned long opp_get_freq(struct opp *opp);
当某个CPUFreq驱动想将CPU设置为某一频率的时候，它可能会同时设置电压，其代码流程为：
soc_switch_to_freq_voltage(freq) { /* do thing */ rcu_read_lock(); opp = opp_find_freq_ceil(dev, &freq); v = opp_get_voltage(opp); rcu_read_unlock(); if(v) regulator_set_voltage(..,v); /* do other things */ }big.LITTLE架构的设计旨在为适当的作业分配恰当的处理器。
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Linux设备驱动开发 学习笔记（3）——内核模块
基于宋宝华《Linux设备驱动开发详解-基于最新的Linux4.0内核》。
Linux设备驱动会以内核模块的形式出现，因此，学会编写Linux内核模块编程是学习Linux设备驱动的先决条件。
为了避免编译后的内核尺寸过大，有些功能不会被编译进内核。
当需要使用这些功能的时候，相应的代码被动态的加载到内核。这种机制被称为模块（Module）：
- 模块本身不被编译入内核image
- 模块一旦被加载，它就和内核中的其他部分完全一样
一个Linux模块主要由以下几个部分组成：
- 模块加载函数
- 模块卸载函数
- 模块许可证声明
- 模块参数（可选）
- 模块导出符号（可选）
- 模块作者等信息声明（可选）
/* * 模块说明 * */ static int __init xxx_init(void) { } module_init(xxx_init); static int __exit xxx_exit(void) { } module_exit(xxx_exit); MODULE_AUTHOR("XXX"); MODULE_LICENSE("XXX"); ...编译后，生成xxx.ko目标文件。
命令 描述 insmod ./xxx.ko 加载模块 modprob ./xxx.ko 加载模块及该模块依赖的其他模块 modprob -r ./xxx.ko 卸载模块及该模块依赖的其他模块 lsmod 获得系统中已经加载的所有模块及模块间的依赖关系（读取/proc/modules文件）；已经加载的模块信息位于/sys/module目录 modinfo <模块名> 获得模块的信息
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Linux设备驱动开发 学习笔记（2）——内核编程
基于宋宝华《Linux设备驱动开发详解-基于最新的Linux4.0内核》。
Linux内核编译与加载
在编译内核时，需要配置内核，可以使用下面命令中的一个：
- $ make config（基于文本的最为传统的配置界面，不推荐使用）
- $ make menuconfig（基于文本菜单的配置界面）
- $ make xconfig（要求QT被安装）
- $ make gconfig（要求GTK+被安装）
例：
$ make ARCH=arm menuconfig
$ make ARCH=arm xxx_defconfig /* arch/arm/configs/xxx_defconfig文件包含了许多电路板的默认配置 */
编译内核和模块的方法是：
$ make ARCH=arm zImage
$ make ARCH=arm modules
执行上述命令的结果：
-
在源代码的根目录下，会得到未压缩的内核映像vmlinux，内核符合表文件System.map;
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在arch/arm/boot/目录下，会得到压缩的内核映像zImage；
-
在内核各对应目录，会得到选中的内核模块；
Linux内核的配置系统由以下3部分组成：
- Makefile：分布在Linux内核源代码中，定义Linux内核的编译规则
- 配置文件（Kconfig）：给用户提供配置选择的功能
- 配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提供字符界面和图形界面）。
使用make config、make menuconfig等命令后，会生成一个.config配置文件，记录哪些部分被编译入内核，哪些部分被编译为内核模块。
运行make menuconfig等时，配置工具首先分析与体系结构对应的/arch/xxx/Kconfig文件（xxx即为传入的ARCH参数），/arch/xxx/Kconfig文件中除本身包含以下与体系结构相关的配置项与配置菜单以外，还通过source语句引入了一系列Kconfig文件，而这些Kconfig又可能再次通过source引入下一层的Kconfig，配置工具依据Kconfig包含的菜单和条目就可以描绘出一个菜单分层结构。
在Linux内核中增加程序需要完成一项3项工作：
- 将编写的源代码复制到Linux内核源代码的相应目录中
- 在目录的Kconfig文件中增加关于新源代码对应项目的编译配置选项
- 在目录的Makefile文件中增加对新源代码的编译条目
Kconfig文件中的配置项：
config XXXX tristate “xxxxxxxxx” dependson YYYY default n ---help--- nnnnnnnn
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Linux设备驱动开发 学习笔记（1）——基础
基于宋宝华《Linux设备驱动开发详解-基于最新的Linux4.0内核》。
概述
驱动工程师必须按照相应的架构设计驱动。
操作系统 驱动特点 无 每一种设备驱动都会定义一个软件模块，包含.h文件和.c文件.
.h文件 - 定义该设备驱动的数据结构并声明外部函数。
.c文件 - 进行驱动的具体实现。有 需要将驱动融入内核。
设计面向操作系统内核的接口，该接口有操作系统规定。操作系统的作用： 多任务并发；提供内存管理机制（让每个进程都可以独立的访问4GB的内存空间）。
操作系统通过给驱动制造麻烦来达到给上层应用提供便利的目的。
Linux驱动针对的对象是存储器和外设，分为3个基础大类：
- 字符设备 - 串行顺序访问（open/close/read/write）；
- 块设备 - 任意顺序访问（open/close/read/write）；
- 网络设备 - 数据包，套接字接口；
Linux设备驱动需要的基础：硬件基础、c语言基础、Linux内核基础、多任务并发控制和同步基础。
有效的帮助文档：Linux内核源代码中包含的Documention目录。
Linux源代码阅读交叉索引：
硬件基础
NOR Flash的特点是 可芯片内执行（eXecute In Place, XIP），程序可以直接在NOR内运行。
NAND Flash以块方式进行访问，不支持芯片内执行。
DRAM以电荷形式进行存储，数据存储在电容器中，由于电容器会因漏电而出现电荷丢失，所以DRAM器件需要定期刷新。
与SDRAM相比，DDR SDRAM同时利用了时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，因此，在时钟频率不变的情况下，数据传输频率加倍。
USB传输速度：
- 低速： 1.5M bit/s
- 全速：12M bit/s
- 高速：480M bit/s
- 超高速：5.0G bit/s
USB 2.0的bulk模式只支持1个数据流。
USB 3.0增加的Bulk Streams模式，可以支持多个数据流，每个数据流被分配一个Stream ID（SID），每个SID与一个主机缓冲区对应。
以太网MAC和PHY之间采用MII（媒体独立接口）连接。
以太网隔离变压器是处于以太网PHY与连接器之间的磁性组件，作用：信号传输，阻抗匹配，波形修复，信号杂波抑制，高电压隔离。
SD/SDIO的传输模式：
- SPI模式
- 1位模式
- 4位模式
CPLD由完全可编程的与或门阵列以及宏单元构成。“与或”阵列完成组合逻辑功能，触发器完成时序逻辑功能。
FPGA基于LUT（查找表）工艺。查找表本质上是一片RAM。
芯片手册阅读：
- Overview/Features — 必读
- MemoryMap — 必读
- IPs/外设 — 详细阅读
- Electrical Data（电气特性） — 必读
Linux内核及编程
Linux内核是一个演变而不是一个设计。一直朝着3个方向发展：
- 支持更多的CPU，硬件体系架构和外部设备
- 支持更广泛领域的应用
- 提供更好的性能
Linux 2.6以后，总线、设备、驱动三者之间因为一定的联系性而实现对设备的控制。
Linux 2.6以后，内核模块从.o变为.ko。
Linux内核源代码：
- arch: 各平台的板级支持在这里
- documentation：内核各部分的通用解释和注释
- drivers：设备驱动程序
- init：内核初始化代码。start_kernel()位于init/main.c文件中
- script：用于配置内核的脚本文件
- security：一个SELinux模块
- …
内核一般要做到drivers与arch的软件架构分离，驱动中不包含板级信息，让驱动跨平台。同时，内核的通用部分（如kernel，fs，ipc，net等）则与具体的硬件（arch和drivers）剥离。
Linux内核的组成：
- 内存管理
- 进程调度
- 进程间通信
- 虚拟文件系统
- 网络接口
绝大多数进程（以及进程中的多个进程）是由用户空间的应用创建的。
内核空间和用户空间的具体界限是可以调整的，在内核配置选项Kernel Features—>Memory split，可以设置界限为2GB或者3GB。
Linux内核的内存管理底层的Buddy算法，用于管理每个页的占用情况，内核空间的slab以及用户空间的C库的二次管理。
Kswapd（交换进程）是Linux中用于页面回收的内核线程，采用最近最少使用（LRU）算法进行内存回收。
在Linux中网络接口可分为网络协议和网络驱动程序。
ARM处理器的7种工作模式：
- 用户模式（usr）
- 快速中断模式（fiq）
- 外部中断模式（irq）
- 管理模式（svc）
- 数据访问中止模式（abt）
- 系统模式（sys）
- 未定义指令中止模式（und）
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.dwg文件如何转换成.ai文件
在AutoCAD中进行设计丝印，然后在AI中打开。
环境：
- AutoCAD2007
- CorelDRAW X6
- Adobe Illustrator CC 2015
步骤描述：
dwg （viewres，2000） -> 输出wmf -> ai
step 1：dwg （viewres，2000） -> 输出wmf
文件，输出，图源文件，选中地址，确定，鼠标会变成框的形式，选中你要转的图，回车或是空格。
使用Viewres命令重生成一下文件，让线条圆滑。
AutoCAD默认的精度是1000，范围值是1-20000。
精度太小线条不够圆滑，精度太高，生成的曲线导入CDR或AI后会不连续，一个封闭的曲线会被分割成几段，重新使它们成为可用的封闭的曲线会花很多时间。
经过试验，精度设置成2000，生成的曲线不仅封闭的，而且也足够圆滑。
step 2： wmf -> ai
step 3：打开ai文件
在Adobe Illustrator中就可以打开ai文件了。
注意：如果是字体，需要检查，可能需要精细调节和编辑。
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一个电阻消除放大器的电路震荡