Linuxfirmware加载(2012040115:46)

1、request_firmware在内核使用&＃xff0c;需要文件系统支持&＃xff0c;就是说&＃xff0c;启动的时候如果在驱动里面的probe函数调用 request_firmware &＃xff0c;那么系统将等待30s左右&＃xff0c;因为文件系统还没有挂载&＃xff0c;当然找不到固件了&＃xff0c;所以最好在中断里面启动tasklet&＃xff0c;然后request_firmware 。如果不想等待&＃xff0c;就用request_firmware_nowait&＃xff0c;好像是这样写的。

2、那么用户层怎么用&＃xff1f;

实际上这个分x86和嵌入式&＃xff0c;比如arm&＃xff0c;平台。x86的用到了udev&＃xff0c;

比如你要请求固件 fw.hex&＃xff0c;那么必须在文件系统中导出环境变量&＃xff0c;比如 export FIRMWARE&＃61;/lib/firmware&＃xff0c;而且目录/lib/firmware不能少&＃xff0c;因为busybox要用到。然后把固件fw.hex放到 /lib/firmware目录下即可。内核request_firmware的时候&＃xff0c;busybox就知道去FIRMWARE找了。

3、对linux来讲&＃xff0c;所谓的固件什么也不是&＃xff0c;他只是按fopen()返回二进制文件给你&＃xff0c;看看busybox的处理就知道了。所以你的文件随便定 义&＃xff0c;比如一个mp3文件&＃xff0c;你也可以称为固件&＃xff1a;request_firmware(“xxx.mp3″)&＃xff0c;那么你文件系统里面也要有这个xxx.mp3文 件&＃xff0c;只不过系统给你返回二进制数据&＃xff0c;具体的处理要在内核进行。

request_firmware 返回二进制firmware文件的地址和大小

//firmware->data和firmware->size来读取有uevent处理程序init加载进来的firmware数据了

request_firmware( & priv- > firmware, fw_name, priv- > hotplug_device) ; 给priv- > hotplug_device设备申请名字为fw_name的firmware  数据, 然后将结果放到& priv- > firmware中,
struct firmware {
size_t size;
u8 * data;
} ;
可以看到, 如果应用层的程序成功load了firmware固件文件, 那么firmware. data将指向固件数据, firmware. size为固件大小.

前段时间移植 wifi 驱动到 android 的内核上&＃xff0c;发现 firmware 的加载始终出错&＃xff0c;问了几个人&＃xff0c;都不是很了解&＃xff0c;没办法&＃xff0c;只好自己研究一下。

从本质上来说&＃xff0c; firmware 需要做的事情包括两件&＃xff1a;

1&＃xff0c;  通知用户态程序&＃xff0c;我需要下载 firmware 了&＃xff1b;

2&＃xff0c;  用户态程序把用户态的数据 copy 到内核层&＃xff1b;

3&＃xff0c;  内核把内核态的数据写到设备上&＃xff0c;比如 wifi 模块里&＃xff1b;

其中第三步应该不难&＃xff0c;关键是看看&＃xff0c; linux 里面是如何实现第一、二步的&＃xff1b;

简单的说&＃xff0c;它的机制分成以下几部分&＃xff1a;

1&＃xff0c;  通过一定的方式&＃xff0c;通知用户态程序&＃xff0c;比如 init 程序&＃xff0c;如图所示&＃xff1a;

显然是通过 kobject_uevent 的方式通知的 应用层&＃xff0c;它的机制我有空再详细解释&＃xff0c;简单的说&＃xff0c;就是往一个 socket 广播一个消息&＃xff0c;只需要在应用层打开 socket 监听 NETLINK_KOBJECT_UEVENT 组的消息&＃xff0c;就可以收到了。

用户态的 init 是如何做的&＃xff1f;

可以看到 init 程序打开了一个 socket &＃xff0c;然后绑定它&＃xff0c; 最后通过 select 来监听 socket 上来的数据&＃xff0c;最后调用 handle_device_fd 来处理收到的消息&＃xff1b;当内核发送一个 KOBJ_ADD 的消息上来的时候&＃xff0c;经过过 滤&＃xff0c;判断是否是 firmware 要被加载的消息&＃xff0c;然后调用

handle_firmware_event 来处理&＃xff1b;

2&＃xff0c;  用户态的数据如何下载到内核&＃xff1b;

本质上它是内核创建了两个文件&＃xff0c;一个文件 A 用来标志下载的开始和结 束&＃xff0c;另外一个文件 B 用来接收用户层传下来的数据&＃xff0c;当用户态的程序往 A 文件写入 1 的时候&＃xff0c;标志用户态程序已经往里面写程序来&＃xff0c;而往里面写入 0 的时候&＃xff0c;就标志下载成功结束&＃xff0c;如果写入 -1 就表示下载失败了&＃xff1b;下面 看看这两个文件是如何被创建的 , 以及数据是如何写到内核的&＃xff0c;请看图&＃xff1a;

这个图基本上就是两个文件被创立的过程&＃xff0c;以及当这两个文 件被用户态程序访问的时候将要被调用的函数&＃xff0c;比如对于标志文件&＃xff0c;如果往里面写入数据&＃xff0c;将会触发函数 firmware_loading_store 函数&＃xff0c;如果往 bin 文件里面写入数据将会触发 bin 文件类型的 write 函数&＃xff1b;

用户态写数据的过程大约是这样的&＃xff1a;当用户态收到 KOBJ_ADD 消息的时候 最终将会调用 handle_firmware_event 的函数&＃xff1b;

它的过程就是&＃xff1a;

a, 先往标志文件里面写 1 &＃xff1b;

b, 从用户空间读取数据&＃xff1b;

c, 往内核创建的文件里面写数据&＃xff1b;

d, 如果成功写入 0 &＃xff0c;否则写入 -1 &＃xff1b;

下面看看内核是如何接受这些文件的&＃xff0c;前面提到内核创建了一个 bin 文件&＃xff0c;用来接收用户态的数据&＃xff0c;下面看 看这个过程&＃xff1a;

对于 SYSFS_KOBJ_BIN_ATTR 属 性的文件&＃xff0c;在 inode 初始化的时候&＃xff0c;将会被赋予 bin_fops 的文件操作函数集&＃xff0c;于是当上层调用 write 的时候&＃xff0c;将会走到内核的 bin_fops.write 函数&＃xff1b;这个函数干的事情很简单&＃xff0c;就是把用户态的数据 copyright 到 bb->buffer &＃xff0c;而 bb->buffer 其 实是在 open 的 时候分配的空间&＃xff0c;这样的话&＃xff0c;就实现了用户态的数据到内核的 copy &＃xff1b;过程是不是完了&＃xff1f;

还有一个步骤&＃xff0c;这个 bb->buffer 本身是如何与 wifi 驱动交互的呢&＃xff1f;这只是一个中间层&＃xff0c;它的数据必须要写到 wifi 的驱动才应该算完整&＃xff0c;而这一步其实 就是通过 flush_write 来完成的&＃xff0c;下面看看这个过程&＃xff1a;

这里可以清楚的看到&＃xff0c; flush_write 做的事情就是把 bb->buffer 的内容 copy 到 wifi driver 分配的空间 fw->data 里面去了&＃xff0c;至此&＃xff0c;用户态的数据已经完整的写到了 wifi 的 driver 空间了&＃xff1b;

3&＃xff0c;  内核态的数据到 wifi 模块

这个就比较简单了&＃xff0c;通过函数 sdio_writesb 利用 sdio 总线把数据写到模块 里面去了&＃xff1b;

Firmware 的加载主要是利用了 uevent 的通讯机制实现用户态和内核 态的交互&＃xff0c;另外还涉及了 sys 文件系统里的文件创建 , 我加载 wifi firmware 始终出错的原因是 android 的文件系统要求把 wifi 的 firmware helper 放到 /etc/firmware 里面&＃xff0c;而把真正 的 firmware sd8686.bin 放到 /etc/firmware/mrvl 里面&＃xff0c;估计是 marvel 修改后的结果&＃xff0c;结论就是&＃xff0c;这个设计真丑&＃xff1b;

 1 /*
  2  * firmware_sample_driver.c -
  3  *
  4  * Copyright (c) 2003 Manuel Estrada Sainz
  5  *
  6  * Sample code on how to use request_firmware() from drivers.
  7  *
  8  * Note that register_firmware() is currently useless.
  9  *
 10  */
 11
 12 #include
 13 #include
 14 #include
 15 #include
 16
 17 #include “linux/firmware.h”
 18
 19 #define WE_CAN_NEED_FIRMWARE_BEFORE_USERSPACE_IS_AVAILABLE
 20 #ifdef WE_CAN_NEED_FIRMWARE_BEFORE_USERSPACE_IS_AVAILABLE
 21 char __init inkernel_firmware[] &＃61; “let’s say that this is firmware\n”;
 22 #endif
 23
 24 static struct device ghost_device &＃61; {
 25         .name      &＃61; “Ghost Device”,
 26         .bus_id    &＃61; “ghost0″,
 27 };
 28
 29
 30 static void sample_firmware_load(char *firmware, int size)
 31 {
 32         u8 buf[size&＃43;1];
 33         memcpy(buf, firmware, size);
 34         buf[size] &＃61; ‘\0′;
 35         printk(“firmware_sample_driver: firmware: %s\n”, buf);
 36 }
 37
 38 static void sample_probe_default(void)
 39 {
 40         /* uses the default method to get the firmware */
 41         const struct firmware *fw_entry;
 42         printk(“firmware_sample_driver: a ghost device got inserted  \n”);
 43
 44         if(request_firmware(&fw_entry, “sample_driver_fw”, &ghost_device)!&＃61;0)
 45         {
 46                 printk(KERN_ERR
 47                        “firmware_sample_driver: Firmware not available\n”);
 48                 return;
 49         }
 50        
 51         sample_firmware_load(fw_entry->data, fw_entry->size);
 52
 53         release_firmware(fw_entry);
 54
 55         /* finish setting up the device */
 56 }
 57 static void sample_probe_specific(void)
 58 {
 59         /* Uses some specific hotplug support to get the firmware from
 60          * userspace  directly into the hardware, or via some sysfs file */
 61
 62         /* NOTE: This currently doesn’t work */
 63
 64         printk(“firmware_sample_driver: a ghost device got inserted  \n”);
 65
 66         if(request_firmware(NULL, “sample_driver_fw”, &ghost_device)!&＃61;0)
 67         {
 68                 printk(KERN_ERR
 69                        “firmware_sample_driver: Firmware load failed\n”);
 70                 return;
 71         }
 72        
 73         /* request_firmware blocks until userspace finished, so at
 74          * this point the firmware should be already in the device */
 75
 76         /* finish setting up the device */
 77 }
 78 static void sample_probe_async_cont(const struct firmware *fw, void *context)
 79 {
 80         if(!fw){
 81                 printk(KERN_ERR
 82                        “firmware_sample_driver: firmware load failed\n”);
 83                 return;
 84         }
 85
 86         printk(“firmware_sample_driver: device pointer \”%s\”\n”,
 87                (char *)context);
 88         sample_firmware_load(fw->data, fw->size);
 89 }
 90 static void sample_probe_async(void)
 91 {
 92         /* Let’s say that I can’t sleep */
 93         int error;
 94         error &＃61; request_firmware_nowait (THIS_MODULE,
 95                                          “sample_driver_fw”, &ghost_device,
 96                                          “my device pointer”,
 97                                          sample_probe_async_cont);
 98         if(error){
 99                 printk(KERN_ERR
100                        “firmware_sample_driver:”
101                        ” request_firmware_nowait failed\n”);
102         }
103 }
104
105 static int sample_init(void)
106 {
107 #ifdef WE_CAN_NEED_FIRMWARE_BEFORE_USERSPACE_IS_AVAILABLE
108         register_firmware(“sample_driver_fw”, inkernel_firmware,
109                           sizeof(inkernel_firmware));
110 #endif
111         device_initialize(&ghost_device);
112         /* since there is no real hardware insertion I just call the
113          * sample probe functions here */
114         sample_probe_specific();
115         sample_probe_default();
116         sample_probe_async();
117         return 0;
118 }
119 static void __exit sample_exit(void)
120 {
121 }
122
123 module_init (sample_init);
124 module_exit (sample_exit);
125
126 MODULE_LICENSE(“GPL”);