Documentation/sh/new-machine.txt

   1
   2                 Adding a new board to LinuxSH
   3                ================================
   4
   5                Paul Mundt <lethal@linux-sh.org>
   6
   7 This document attempts to outline what steps are necessary to add support
   8 for new boards to the LinuxSH port under the new 2.5 and 2.6 kernels. This
   9 also attempts to outline some of the noticeable changes between the 2.4
  10 and the 2.5/2.6 SH backend.
  11
  12 1. New Directory Structure
  13 ==========================
  14
  15 The first thing to note is the new directory structure. Under 2.4, most
  16 of the board-specific code (with the exception of stboards) ended up
  17 in arch/sh/kernel/ directly, with board-specific headers ending up in
  18 include/asm-sh/. For the new kernel, things are broken out by board type,
  19 companion chip type, and CPU type. Looking at a tree view of this directory
  20 hierarchy looks like the following:
  21
  22 Board-specific code:
  23
  24 .
  25 |-- arch
  26 |   `-- sh
  27 |       `-- boards
  28 |           |-- adx
  29 |           |   `-- board-specific files
  30 |           |-- bigsur
  31 |           |   `-- board-specific files
  32 |           |
  33 |           ... more boards here ...
  34 |
  35 `-- include
  36     `-- asm-sh
  37         |-- adx
  38         |   `-- board-specific headers
  39         |-- bigsur
  40         |   `-- board-specific headers
  41         |
  42         .. more boards here ...
  43
  44 Next, for companion chips:
  45 .
  46 `-- arch
  47     `-- sh
  48         `-- cchips
  49             `-- hd6446x
  50                 `-- hd64461
  51                     `-- cchip-specific files
  52
  53 ... and so on. Headers for the companion chips are treated the same way as
  54 board-specific headers. Thus, include/asm-sh/hd64461 is home to all of the
  55 hd64461-specific headers.
  56
  57 Finally, CPU family support is also abstracted:
  58 .
  59 |-- arch
  60 |   `-- sh
  61 |       |-- kernel
  62 |       |   `-- cpu
  63 |       |       |-- sh2
  64 |       |       |   `-- SH-2 generic files
  65 |       |       |-- sh3
  66 |       |       |   `-- SH-3 generic files
  67 |       |       `-- sh4
  68 |       |           `-- SH-4 generic files
  69 |       `-- mm
  70 |           `-- This is also broken out per CPU family, so each family can
  71 |               have their own set of cache/tlb functions.
  72 |
  73 `-- include
  74     `-- asm-sh
  75         |-- cpu-sh2
  76         |   `-- SH-2 specific headers
  77         |-- cpu-sh3
  78         |   `-- SH-3 specific headers
  79         `-- cpu-sh4
  80             `-- SH-4 specific headers
  81
  82 It should be noted that CPU subtypes are _not_ abstracted. Thus, these still
  83 need to be dealt with by the CPU family specific code.
  84
  85 2. Adding a New Board
  86 =====================
  87
  88 The first thing to determine is whether the board you are adding will be
  89 isolated, or whether it will be part of a family of boards that can mostly
  90 share the same board-specific code with minor differences.
  91
  92 In the first case, this is just a matter of making a directory for your
  93 board in arch/sh/boards/ and adding rules to hook your board in with the
  94 build system (more on this in the next section). However, for board families
  95 it makes more sense to have a common top-level arch/sh/boards/ directory
  96 and then populate that with sub-directories for each member of the family.
  97 Both the Solution Engine and the hp6xx boards are an example of this.
  98
  99 After you have setup your new arch/sh/boards/ directory, remember that you
 100 should also add a directory in include/asm-sh for headers localized to this
 101 board (if there are going to be more than one). In order to interoperate
 102 seamlessly with the build system, it's best to have this directory the same
 103 as the arch/sh/boards/ directory name, though if your board is again part of
 104 a family, the build system has ways of dealing with this (via incdir-y
 105 overloading), and you can feel free to name the directory after the family
 106 member itself.
 107
 108 There are a few things that each board is required to have, both in the
 109 arch/sh/boards and the include/asm-sh/ hierarchy. In order to better
 110 explain this, we use some examples for adding an imaginary board. For
 111 setup code, we're required at the very least to provide definitions for
 112 get_system_type() and platform_setup(). For our imaginary board, this
 113 might look something like:
 114
 115 /*
 116  * arch/sh/boards/vapor/setup.c - Setup code for imaginary board
 117  */
 118 #include <linux/init.h>
 119
 120 const char *get_system_type(void)
 121 {
 122         return "FooTech Vaporboard";
 123 }
 124
 125 int __init platform_setup(void)
 126 {
 127         /*
 128          * If our hardware actually existed, we would do real
 129          * setup here. Though it's also sane to leave this empty
 130          * if there's no real init work that has to be done for
 131          * this board.
 132          */
 133
 134         /* Start-up imaginary PCI ... */
 135
 136         /* And whatever else ... */
 137
 138         return 0;
 139 }
 140
 141 Our new imaginary board will also have to tie into the machvec in order for it
 142 to be of any use.
 143
 144 machvec functions fall into a number of categories:
 145
 146  - I/O functions to IO memory (inb etc) and PCI/main memory (readb etc).
 147  - I/O mapping functions (ioport_map, ioport_unmap, etc).
 148  - a 'heartbeat' function.
 149  - PCI and IRQ initialization routines.
 150  - Consistent allocators (for boards that need special allocators,
 151    particularly for allocating out of some board-specific SRAM for DMA
 152    handles).
 153
 154 There are machvec functions added and removed over time, so always be sure to
 155 consult include/asm-sh/machvec.h for the current state of the machvec.
 156
 157 The kernel will automatically wrap in generic routines for undefined function
 158 pointers in the machvec at boot time, as machvec functions are referenced
 159 unconditionally throughout most of the tree. Some boards have incredibly
 160 sparse machvecs (such as the dreamcast and sh03), whereas others must define
 161 virtually everything (rts7751r2d).
 162
 163 Adding a new machine is relatively trivial (using vapor as an example):
 164
 165 If the board-specific definitions are quite minimalistic, as is the case for
 166 the vast majority of boards, simply having a single board-specific header is
 167 sufficient.
 168
 169  - add a new file include/asm-sh/vapor.h which contains prototypes for
 170    any machine specific IO functions prefixed with the machine name, for
 171    example vapor_inb. These will be needed when filling out the machine
 172    vector.
 173
 174    Note that these prototypes are generated automatically by setting
 175    __IO_PREFIX to something sensible. A typical example would be:
 176
 177         #define __IO_PREFIX vapor
 178         #include <asm/io_generic.h>
 179
 180    somewhere in the board-specific header. Any boards being ported that still
 181    have a legacy io.h should remove it entirely and switch to the new model.
 182
 183  - Add machine vector definitions to the board's setup.c. At a bare minimum,
 184    this must be defined as something like:
 185
 186         struct sh_machine_vector mv_vapor __initmv = {
 187                 .mv_name = "vapor",
 188         };
 189         ALIAS_MV(vapor)
 190
 191  - finally add a file arch/sh/boards/vapor/io.c, which contains definitions of
 192    the machine specific io functions (if there are enough to warrant it).
 193
 194 3. Hooking into the Build System
 195 ================================
 196
 197 Now that we have the corresponding directories setup, and all of the
 198 board-specific code is in place, it's time to look at how to get the
 199 whole mess to fit into the build system.
 200
 201 Large portions of the build system are now entirely dynamic, and merely
 202 require the proper entry here and there in order to get things done.
 203
 204 The first thing to do is to add an entry to arch/sh/Kconfig, under the
 205 "System type" menu:
 206
 207 config SH_VAPOR
 208         bool "Vapor"
 209         help
 210           select Vapor if configuring for a FooTech Vaporboard.
 211
 212 next, this has to be added into arch/sh/Makefile. All boards require a
 213 machdir-y entry in order to be built. This entry needs to be the name of
 214 the board directory as it appears in arch/sh/boards, even if it is in a
 215 sub-directory (in which case, all parent directories below arch/sh/boards/
 216 need to be listed). For our new board, this entry can look like:
 217
 218 machdir-$(CONFIG_SH_VAPOR)      += vapor
 219
 220 provided that we've placed everything in the arch/sh/boards/vapor/ directory.
 221
 222 Next, the build system assumes that your include/asm-sh directory will also
 223 be named the same. If this is not the case (as is the case with multiple
 224 boards belonging to a common family), then the directory name needs to be
 225 implicitly appended to incdir-y. The existing code manages this for the
 226 Solution Engine and hp6xx boards, so see these for an example.
 227
 228 Once that is taken care of, it's time to add an entry for the mach type.
 229 This is done by adding an entry to the end of the arch/sh/tools/mach-types
 230 list. The method for doing this is self explanatory, and so we won't waste
 231 space restating it here. After this is done, you will be able to use
 232 implicit checks for your board if you need this somewhere throughout the
 233 common code, such as:
 234
 235         /* Make sure we're on the FooTech Vaporboard */
 236         if (!mach_is_vapor())
 237                 return -ENODEV;
 238
 239 also note that the mach_is_boardname() check will be implicitly forced to
 240 lowercase, regardless of the fact that the mach-types entries are all
 241 uppercase. You can read the script if you really care, but it's pretty ugly,
 242 so you probably don't want to do that.
 243
 244 Now all that's left to do is providing a defconfig for your new board. This
 245 way, other people who end up with this board can simply use this config
 246 for reference instead of trying to guess what settings are supposed to be
 247 used on it.
 248
 249 Also, as soon as you have copied over a sample .config for your new board
 250 (assume arch/sh/configs/vapor_defconfig), you can also use this directly as a
 251 build target, and it will be implicitly listed as such in the help text.
 252
 253 Looking at the 'make help' output, you should now see something like:
 254
 255 Architecture specific targets (sh):
 256   zImage                  - Compressed kernel image (arch/sh/boot/zImage)
 257   adx_defconfig           - Build for adx
 258   cqreek_defconfig        - Build for cqreek
 259   dreamcast_defconfig     - Build for dreamcast
 260 ...
 261   vapor_defconfig         - Build for vapor
 262
 263 which then allows you to do:
 264
 265 $ make ARCH=sh CROSS_COMPILE=sh4-linux- vapor_defconfig vmlinux
 266
 267 which will in turn copy the defconfig for this board, run it through
 268 oldconfig (prompting you for any new options since the time of creation),
 269 and start you on your way to having a functional kernel for your new
 270 board.