CN104007979A - 一种Bootloader层驱动无线网络的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种Bootloader层驱动无线网络的方法，该方法实现了在Bootloader下的无线通信，即在操作系统启动之前，在硬件结构上实现信息的无线互传，该方法包括：在linux kernel中对无线网络驱动进行裁剪、重写，裁剪之后的driver文件，包含加载、初始化、打开关闭、数据传输等功能模块；在Bootloader下对网络驱动程序加载的修改设置方法，包括对config命令的预设、裁剪后的driver文件的位置配置。对driver的加载，发生在Bootloader启动的第二阶段，Bootloader顺序启动，加载相对应的网卡接口检测程序，在网卡与接口握手成功后，Bootloader主程序跳转至driver入口，通信开始。

Description

一种Bootloader层驱动无线网络的方法

技术领域

本发明属于操作系统技术领域，涉及Boot loader开发技术和无线驱动移植技术。 

背景技术

Bootloader是在操作系统内核运行起来之前运行的一段小程序，通过这段小程序，可初始化硬件设备、建立内存空间映射图，为操作系统启动提供基本的运行环境。在嵌入式系统中，整个软件系统的加载启动任务都是由Bootloader来完成的。 

Bootloader加载操作系统过程分为两个阶段。第一阶段使用汇编来实现，它完成一些依赖于CPU体系结构的初始化，并调用第二段的代码；第二段则通常使用C语言来实现，这样可以实现更加复杂的功能，而且代码会有更好的可读性和移植性。Bootloader启动的第一阶段中，首先将硬件初始化，为加载Bootloader第二段代码准备RAM空间，复制第二阶段代码到RAM中，设置好栈，跳转到第二阶段代码的C入口点。在第一阶段的进行的硬件初始化一般包括：关闭WATCHDOG，关中断，设置CPU的速度和时钟频率、RAM初始化等等。在Bootloader启动的第二阶段中，Bootloader首先初始化本阶段所要使用到的硬件设备，检测系统内存映射，将内存映像和文件系统从Flash或者server端读取到RAM中并为内核设置启动参数。 

Linux系统下Wi-Fi模块正常工作所需的Host驱动包括WLAN和SDIO接口驱动两部分。WLAN驱动在整个数据收发过程中充当数据中转的角色，即接收上层用户应用程序的数据流，通过SDIO口转发到Wi-Fi硬件或响应Wi-Fi硬件中断，并从硬件的缓冲区读取数据流，通过驱动程序注册的接口函数，发送到上层应用程序。 

而本发明提出的在Bootloader层驱动无线网络的方法，通过对linux操作系统下无线驱动进行裁剪，配置Bootloader结构，使得无线通信在操作系统之上运行，完成系统内核和板级信息的无线加载，提高了网络操作系统的开发效率。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足，提出一种Bootloader层驱动无线网络的方法，完善Bootloader下对无线驱动的支持，从而提高操作系统的开发效率。 

本发明针对上述技术问题而提出的技术方案包括提出一种在Bootloader层驱动无线网络的方法，该技术方法包括以下步骤： 

S1：在linux kernel中对无线网络驱动进行裁剪、重写，裁剪之后的driver主体，包含加载、初始化、打开关闭、数据传输等基本功能模块； 

S2：对linux kernel中无线驱动程序的裁剪过程中，通过拆分结构体，减少程序跳转，和对重要函数重写的方法实现，剔除系统资源相关元素，剔除总线结构。 

S3：在Boot loader下对网络驱动程序加载的设置方法进行修改，包括对config和makefile配置文件的修改。裁剪后的driver驱动文件位于Boot loader源码包中。无线驱动程序位于 Bootloader下drivers文件夹内，包含一个C文件和对应的头文件。无线驱动程序存储与板级flash中，在Bootloader中顺序执行，并且在操作系统启动执行之前，实现数据下载和反馈功能。 

S4：添加对网卡操作的commond指令，无线驱动程序的主程序和头文件由config指令定义时实现封装。 

S5：修改相应板级头文件中对于默认网络驱动程序的指令信息，屏蔽有线加载操作系统的功能，直接跳转至无线加载接口。使Boot loader在顺序执行过程中，首先启动板级硬件，检测网络接口，由网络接口程序跳转至无线驱动接口。 

与现有技术相比，本发明的Uboot下无线网卡通信技术，通过对linux kernel内无线网卡驱动的裁剪与Uboot底层文件的相应配置，使得无线网卡驱动在操作系统启动之前得以运行，实现无线网络驱动脱离系统文件资源运行，节省了网络驱动启动时间，实现了在无操作系统情况下对server端数据的下载通信，提高了网络开发效率。 

附图说明

图1为本发明开发步骤图； 

图2为本发明驱动裁剪流程图； 

图3为本发明无线网卡驱动流程图； 

具体实施方式

下面结合一个方法实例对本发明的技术和有益效果进一步进行阐述。 

该实例是基于开发板OK6410，该移动设备平台包括：ARM架构CPU，型号为S3C6410，存储模块为Nand Flash；无线模块选用WM-G-MR-09(marvell8686)。 

本实例采用Uboot作为Bootloader的实例。驱动无线网络的方法包括在linux kernel中对无线网络驱动进行裁剪、重写。裁剪之后的driver文件包含加载、初始化、打开关闭、数据传输等功能模块；包含在Bootloader下对网络驱动程序加载的修改设置方法；包括对config命令的预设，裁剪后的driver文件的位置配置。 

S101：参见图2，对linux kernel中src_8686文件进行裁剪，剔除了系统资源的总线结构、net_device结构体、注册、加载元素，保持驱动在算法上的稳定性。 

S201：在linux-src_8686裁剪中，首先修改wlan_main.c，将wlan_open()、wlan_close()、wlan_hard_start_xmit()、wlan_tx_timeout()、wlan_get_stats()、wlan_set_mac_address()、wlan_add_card()、wlan_remove_card()、wlan_send_rxskbQ()、wlan_interrupt()这些功能函数的wlan_private*priv＝dev-＞priv；指针语句，修改为赋值语句wlan_orivate＝priv。 

S202：在wlan_open()、wlan_close()、wlan_hard_start_xmit()、wlan_tx_timeout()、wlan_get_starts/wlan_set_mac_address()、wlan_add_card()、wlan_remove_card()、wlan_send_rxskbQ()、wlan_interrupt()这些功能函数中修改为包含如下元素的struct net_device结构体：open＝wlan_open，close＝wlan_close，hard_startxmit＝wlan_hard_startxmit. tx_timeout＝wlan_tx_timeou，wlan_get_starts，set_mac_address＝wlan_set_mac_address，add_card＝wlan_add_card，remove_card＝wlan_remove_card，send_rxskbQ＝wlan_send_rxskbQ，interrupt＝wlan_interrupt。去除wlan_cleanup_module()和wlan_ins_module()函数。 

S203：对于wlan_hard_start_xmit()，采用重写的方式，屏蔽掉与总线结构和注册函数以及系统资源调用的元素，仅重写数据接受和传输部分。 

S301：在smk6410文件中，将默认的CONFIG_DRIVER_CS8900替换为CONFIG_DRIVER_8686，完成对默认网络设备的设置。 

S302：在Uboot的顶级目录下的makefile文件中，添加对无线驱动源码的编译过程。在include/configs目录下的smk6410中的CONFIG_COMMANDS的宏定义下添加两个command 命令：wifiopen和wificlose。 

S401：在Uboot的include\command.h中定义两个新的cmd_tbl_t结构体，即定义wiflopen和wificlose的命令，在common/cmd_cache.c文件中实现命令的操作函数。 

S501：在include\configs\中修改板级头文件中对于默认网络驱动程序的指令信息。根据uboot的流程，修改main_loop函数，添加wifiopen命令，使得Uboot的lib_arm/board.c的init_sequence数组预先定义的初始化函数，在uboot第二阶段一开始运行，程序跳转至1ib_arm\board.c中的start_armboot函数，后续函数继续顺序调用，包括flash_init初始化NOR Flash、env_relocate将环境参数读入内存指定位置。然后Uboot跳转到网络设备初始阶段，将CONFIG_DRIVER_8686替换，这样当uboot运用接口检测模块检测到sdio_8686网卡后，跳转到8686.c入口。 

S502：对经过上述步骤裁剪过后的linux_src_8686驱动程序，将8686.c和8686.h的两个文件存放于uboot\driver中。在include/cmd_confdefs.h中定义新命令的标志位。 

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据发明的主要构思和精神，可以十分方便的进行相应的变通或者修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。 

Claims (6)

1.一种Bootloader层驱动无线网络的方法，本方法实现了在Bootloader下的无线通信，包括在linux kernel中对无线网络驱动进行裁剪、重写，裁剪之后的driver文件，包含加载、初始化、打开关闭、数据传输等功能模块；在Bootloader下对网络驱动程序加载的修改设置方法，包括对conflg命令的预设，裁剪后的driver文件的位置配置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无线驱动程序运行于操作系统启动之前，驱动文件位于Bootloader源码包中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，无线驱动程序存储于板级flash中，在Bootloader中顺序执行，在操作系统启动执行之前，实现数据下载和反馈功能。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在command文件中添加对网卡操作的指令。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对linux kernel中无线驱动程序的裁剪过程中，通过拆分结构体，减少程序跳转，和对重要函数重写的方法实现。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于Bootloader顺序执行过程中，首先启动板级硬件，检测网络接口，由网络接口程序跳转至无线驱动接口。