imx51-linux的cpuinfo之分析

这两天客户提出来，我们的平板cat /proc/cpuinfo出来的信息中的serial怎么是0.
客户就是上帝啊，没办法，分析找问题贝。
我们先看一下目前的cat /proc/cpuinfo的信息：
Processor       : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)                                   
BogoMIPS        : 799.53                                                        
Features        : swp half thumb fastmult vfp edsp neon vfpv3                   
CPU implementer : 0x41                                                          
CPU architecture: 7                                                             
CPU variant     : 0x2                                                           
CPU part        : 0xc08                                                         
CPU revision    : 5                                                             
                                                                                
Hardware        : Freescale MX51 F101 Board                                     
Revision        : 51030                                                         
Serial          : 0000000000000000 

我们找到kernel中的cpuinfo的文件，路径在fs/proc/cpuinfo.c 。
我们首先看一下它的init函数：
static int __init proc_cpuinfo_init(void)
{
    proc_create("cpuinfo", 0, NULL, &proc_cpuinfo_operations);
    return 0;
}
嗯，很明星，我们cat /proc/cpuinfo的文件就是在该init中创建的。我们注意到创建该文件时传入了fops。我们再看一下proc_cpuinfo_operations这个fops定义：
static const struct file_operations proc_cpuinfo_operations = {
    .open        = cpuinfo_open,
    .read        = seq_read,
    .llseek        = seq_lseek,
    .release    = seq_release,
};

我们执行cat /proc/cpuinfo时实际就是执行了open和read这两个函数。
我们下面分别分析一下open和read分别做了什么事情。
1，open
open定义如下：
static int cpuinfo_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
    return seq_open(file, &cpuinfo_op);
}
我们发现调用open的时候传入了cpuinfo_op这个结构。这个结构就是cpuinfo的实际操作方法。这个cpuinfo_op是每种cpu架构都必须特别定义的。我们用的是arm架构，我们找到它的定义：
arch/arm/kernel/setup.c :
const struct seq_operations cpuinfo_op = {
    .start    = c_start,
    .next    = c_next,
    .stop    = c_stop,
    .show    = c_show
};
我们知道这个结构体后，我们继续看open，
int seq_open(struct file *file, const struct seq_operations *op)
{
    struct seq_file *p = file->private_data;

    if (!p) { //如果file->private_data为空，则为它申请空间
        p = kmalloc(sizeof(*p), GFP_KERNEL);
        if (!p)
            return -ENOMEM;
        file->private_data = p;
    }
    memset(p, 0, sizeof(*p));//清0
    mutex_init(&p->lock); //初始化mutex
    p->op = op;  //将上面传进来的cpuinfo_op赋值给file

    file->f_version = 0;
    file->f_mode &= ~FMODE_PWRITE;
    return 0;
}
我们看到seq_open的主要作用是将ops保持到file->private_data中。

2，read
我们上面说cat /proc/cpuinfo就相对于执行open和read，我们下面来看看热啊的。
ssize_t seq_read(struct file *file, char __user *buf, size_t size, loff_t *ppos)
{
    struct seq_file *m = (struct seq_file *)file->private_data;//看清楚了，把刚才上面open中的cpuinfo_op取出来了！下面就可以使用这个结构里面的方法了！
    size_t copied = 0;
    loff_t pos;
    size_t n;
    void *p;
    int err = 0;

    mutex_lock(&m->lock);
    ......
     pos = m->index;
    p = m->op->start(m, &pos);//执行cpuinfo_op中的start方法
    while (1) {
        err = PTR_ERR(p);
        if (!p || IS_ERR(p))
            break;
        err = m->op->show(m, p);//执行cpuinfo_op中show方法
        if (err < 0)
            break;
        if (unlikely(err))
            m->count = 0;
        if (unlikely(!m->count)) {
            p = m->op->next(m, p, &pos);
            m->index = pos;
            continue;
        }
        if (m->count < m->size)
            goto Fill;
        m->op->stop(m, p);
        kfree(m->buf);
        m->buf = kmalloc(m->size <<= 1, GFP_KERNEL);
        if (!m->buf)
            goto Enomem;
        m->count = 0;
        m->version = 0;
        pos = m->index;
        p = m->op->start(m, &pos);
    }
    m->op->stop(m, p);
    ......
    
}
我们看到read方法中主要执行了cpuinfo_op中方法：
const struct seq_operations cpuinfo_op = {
    .start    = c_start,
    .next    = c_next,
    .stop    = c_stop,
    .show    = c_show
};
我们下面一个一个来分析，
static void *c_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
{
    return *pos < 1 ? (void *)1 : NULL;
}
c_start主要验证文件的位置。
static void *c_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
{
    ++*pos;
    return NULL;
}
c_next移动文件位置的指针，指向下一个。
static void c_stop(struct seq_file *m, void *v)
{
}
c_stop没有做事情。

static int c_show(struct seq_file *m, void *v)
{
    int i;
    /*打印cpu的processor，例如例子中的Processor       : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)*/
    seq_printf(m, "Processor : %s rev %d (%s) ",
           cpu_name, read_cpuid_id() & 15, elf_platform);

#if defined(CONFIG_SMP)//如果是多核处理器，则分别打印cpu的processor信息和主频信息
    for_each_online_cpu(i) {
        /*
         * glibc reads /proc/cpuinfo to determine the number of
         * online processors, looking for lines beginning with
         * "processor".  Give glibc what it expects.
         */
        seq_printf(m, "processor : %d ", i);
        seq_printf(m, "BogoMIPS : %lu.%02lu ",
               per_cpu(cpu_data, i).loops_per_jiffy / (500000UL/HZ),
               (per_cpu(cpu_data, i).loops_per_jiffy / (5000UL/HZ)) % 100);
    }
#else /* CONFIG_SMP */
    seq_printf(m, "BogoMIPS : %lu.%02lu ",
           loops_per_jiffy / (500000/HZ),
           (loops_per_jiffy / (5000/HZ)) % 100);
#endif

    /* dump out the processor features */
    seq_puts(m, "Features : ");//下面打印feature信息

    for (i = 0; hwcap_str; i++)
        if (elf_hwcap & (1 << i))
            seq_printf(m, "%s ", hwcap_str);

    seq_printf(m, " CPU implementer : 0x%02x ", read_cpuid_id() >> 24);
    seq_printf(m, "CPU architecture: %s ", proc_arch[cpu_architecture()]);

    if ((read_cpuid_id() & 0x0008f000) == 0x00000000) {
        /* pre-ARM7 */
        seq_printf(m, "CPU part : %07x ", read_cpuid_id() >> 4);
    } else {
        if ((read_cpuid_id() & 0x0008f000) == 0x00007000) {
            /* ARM7 */
            seq_printf(m, "CPU variant : 0x%02x ",
                   (read_cpuid_id() >> 16) & 127);
        } else {
            /* post-ARM7 */
            seq_printf(m, "CPU variant : 0x%x ",
                   (read_cpuid_id() >> 20) & 15);
        }
        seq_printf(m, "CPU part : 0x%03x ",
               (read_cpuid_id() >> 4) & 0xfff);
    }
    seq_printf(m, "CPU revision : %d ", read_cpuid_id() & 15);

    seq_puts(m, " ");

    seq_printf(m, "Hardware : %s ", machine_name);
    seq_printf(m, "Revision : %04x ", system_rev);
    seq_printf(m, "Serial : %08x%08x ",
           system_serial_high, system_serial_low);//这里我们终于看到serial打印的地方了。我们发现主要打印 system_serial_high,和system_serial_low两个变量的值。如果没有赋值，则打印0。我们要做的工作就是为这两个变量赋值。

    return 0;
}
好了，问题分析差不多了，下面就是实现它。这个值就是cpu的uuid，Unique ID是芯片的唯一的ID，是芯片的产线上的信息。每个芯片都有不同的值，每种芯片都有不一样的方法去读。
我们平板用的是imx51，以imx51为例子，它是通过IIM读Fuse的数据。地址是：(0x83F98000 + 0x820) ~ (0x83F98000 + 0x83C)，共8个字节。
具体实现，代码奉上：
在driver/char/mxc_iim.c中的probe加上：
    /*via iim, read cpu UID*/
//open iim
    iim_data->clk = clk_get(NULL, "iim_clk");
    if (IS_ERR(iim_data->clk)) {
        dev_err(iim_data->dev, "No IIM clock defined ");
        return -ENODEV;
    }
    clk_enable(iim_data->clk);

    mxc_iim_disable_irq();

//read iim
    addr = 0x820; //uid start addr
    for(i=0;i<32;i+=4){
        bank = (addr + i - iim_data->bank_start) >> 10;
        row  = ((addr + i - iim_data->bank_start) & 0x3ff) >> 2;

        dev_dbg(iim_data->dev, "Read fuse at bank:%d row:%d ",
                bank, row);
        mutex_lock(&iim_data->mutex);
        fuse_val = sense_fuse(bank, row, 0);
        serial[i/4] = fuse_val;
        mutex_unlock(&iim_data->mutex);
        dev_dbg(iim_data->dev, "fuses at addr0x%x(bank:%d, row:%d) = 0x%x ",
             addr + i, bank, row, fuse_val);
    }
    system_serial_low = ((serial[3]<<24)&0xff000000) + ((serial[2]<<16)&0x00ff0000) + ((serial[1]<<8)&0x0000ff00) + (serial[0]&0x000000ff);

    system_serial_high = ((serial[7]<<24)&0xff000000) + ((serial[6]<<16)&0x00ff0000) + ((serial[5]<<8)&0x0000ff00) + (serial[4]&0x000000ff);

    dev_info(iim_data->dev, "system_serial_high:0x%x, system_serial_low:0x%x", system_serial_high, system_serial_low);


OK，至此就非常完美地实现了！