S5PV210(TQ210)学习笔记——USB HOST移植

    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：

1. #include <linux/platform_data/usb-ohci-s5p.h>  

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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：

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  

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(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：

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.  

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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：

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 */  

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　(2)添加ohci的头文件

1. #include <linux/platform_data/usb-ohci-s5p.h>  

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(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

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  

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　(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：

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  

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然后定义platform_data文件，内容如下：

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  

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最后，设置platform_data，在smdkv210_machine_init函数中添加如下内容：

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  

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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：

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.         return 0;  
    
52.     }  
    
53.   
    
54.     __raw_writel(__raw_readl(S5PV210_USB_PHY_CON) | (0x1<<1),  
    
55.             S5PV210_USB_PHY_CON);  
    
56.     __raw_writel((__raw_readl(S3C_PHYPWR)  
    
57.                 & ~(0x1<<7) & ~(0x1<<6)) | (0x1<<8) | (0x1<<5) | (0x1<<4),  
    
58.             S3C_PHYPWR);  
    
59.     __raw_writel((__raw_readl(S3C_PHYCLK) & ~(0x1<<7)) | (0x3<<0),  
    
60.             S3C_PHYCLK);  
    
61.     __raw_writel((__raw_readl(S3C_RSTCON)) | (0x1<<4) | (0x1<<3),  
    
62.             S3C_RSTCON);  
    
63.     __raw_writel(__raw_readl(S3C_RSTCON) & ~(0x1<<4) & ~(0x1<<3),  
    
64.             S3C_RSTCON);  
    
65.     /* "at least 10uS" for PHY reset elsewhere, 20 not enough here... */  
    
66.     udelay(50);  
    
67.   
    
68.     clk_disable(otg_clk);  
    
69.     clk_put(otg_clk);  
    
70.   
    
71.     return 0;  
    
72. }  
    
73.   
    
74.   
    
75. int s5p_usb_phy_exit(struct platform_device *pdev, int type)  
    
76. {  
    
77.     if (type != S5P_USB_PHY_HOST)  
    
78.         return -EINVAL;  
    
79.   
    
80.     __raw_writel(__raw_readl(S3C_PHYPWR) | (0x1<<7)|(0x1<<6),  
    
81.             S3C_PHYPWR);  
    
82.     __raw_writel(__raw_readl(S5PV210_USB_PHY_CON) & ~(1<<1),  
    
83.             S5PV210_USB_PHY_CON);  
    
84.   
    
85.     return 0;  
    
86. }  

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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

1. default y if PLAT_S5P  

复制代码

(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：

1. select S5P_DEV_USB_EHCI  

复制代码

然后再USB_OHCI_S5P模块下添加如下内容：

1. select S5P_DEV_USB_OHCI  

复制代码

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

1. /* DMA burst Enable */  

复制代码

一共有两处，分别将其下的一行代码：

1. writel(EHCI_INSNREG00_ENABLE_DMA_BURST, EHCI_INSNREG00(hcd->regs));  

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改为：

1. writel(0x000E0000, hcd->regs + 0x90);  
   
2. writel(0x00400040, hcd->regs + 0x94);  

复制代码

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。