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Linux设备树介绍

• 设备树:是一个特殊的文件,后缀为*.dtb,linux在启动时加载,用于提供硬件平台的信息,主要是板级的硬件信息。
• 设备树的产生是为了替代linux内核中的硬件细节相关代码。
• 在2.x的内核中,这些信息以特定开发板的设备文件形式存储在arch目录中。
• 设备树出现后,内核中只需要加载相应设备的驱动,而一些板级的细节通过设备树提供,实现了驱动代码与设备信息的分离。

Linux设备树介绍

• 设备树的dtb文件为一个二进制文件,由dts文件编译而成
• dts文件有特定的语法(类似json,用键值对表示信息),同时,dts文件中可以引用dtsi文件
• 通常,soc厂商会将soc的硬件信息或多个开发板公用的硬件部分写成dtsi文件,将特定于某块开发板的信息写成dts文件,这样,dts文件+dtsi文件就构成了完整的设备树

dts文件语法介绍

• 一个无任何意义的空设备树:

• 设备树中的节点以树形结构表示,根节点始终用/ 表示

• 每个节点有任意数量的属性,同时节点中也可以包含其他子节点

• 属性的值可以为多种形式,包括字符串,整数,二进制数据等

• 不同属性用key-value对的形式来表示

• 尖括号<>中的数值被识别为32位无符号整型

• 方括号[]中的数值被识别为二进制数据

• 逗号可以用来连接多个相同类型或不同类型的value

• dts文件中节点的命名规则:

• 节点命名的格式为[@]

• 其中name是必须的, unit-address是可选的,当设备有地址的时候,通常用@unit-address描述设备的主地址

• name是一个ascii字符串,长度最长为31个字符

• name通常为设备的类型,如serial@101F0000,spi@10115000

• 一个设备树中可以存在多个名字相同地址不同的节点

• 在dts文件中,有一些关键字具有特定含义

• compatible属性:用于描述设备型号,格式一般为“,”,如“sifive,fu540-c000“,compatible属性可以有多个字符串,表示与该设备兼容的其他设备

• compatible属性用于设备树节点与设备驱动程序的绑定

• reg属性:用于描述设备地址,形式一般为<address length[address2 length2] …>,其中address表示基地址,length表示大小

• 与reg属性相关的还有两个特殊的属性

• #address-cells 和#size-cells

• #address-cells和#size-cells表示每个address和length分别包含多少个32位整数,在64位系统中,这个值可以设置为2以实现64位寻址

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/dts-v1/;
/ {
    node1 {
        a-string-property = "A string";
        a-string-list-property = "first string", "second string";
        // hex is implied in byte arrays. no '0x' prefix is required
        a-byte-data-property = [01 23 34 56];
        child-node1 {
            first-child-property;
            second-child-property = <1>;
            a-string-property = "Hello, world";
        };
        child-node2 {
        };
    };
    node2 {
        an-empty-property;
        a-cell-property = <1 2 3 4>; /* each number (cell) is a uint32 */
        child-node1 {
        };
    };
};

Linux启动时设备树加载过程

• 设备树文件在加载之前需要通过dtc工具将dts格式的代码编译为dtb格式的二进制文件

• 编译好的设备树文件由bootloader在启动时加载到内存中,并在启动内核时将设备树的地址一并传递给内核

• 当kernel启动后,kernel会首先根据设备树中的平台信息确认内核是否支持

• 接下来会解析出设备树中的运行时配置,主要包括

  bootarg信息 根节点的address-cells,size-cells的值 memory节点的reg信息

• 接下来将设备树中的节点device-nodes解析出来放到一个全局链表allnodes中

• 在初始化过程完成之后,内核还会将设备节点转换为platform-device用于匹配驱动

• 并不是所有节点都会转换为platform device,比如内存设备显然不需要

• 只有满足特定条件的节点会转化为平台设备：

该节点必须含有compatible属性 根节点的子节点(节点必须含有compatible属性) 含有特殊compatible属性的节点的子节点(子节点必须含有compatible属性):这些特殊的compatilbe属性为: “simple-bus”,“simple-mfd”,“isa”,“arm,amba-bus”

Linux设备驱动调用设备树中节点

• 一个设备树中节点的驱动程序结构体如下所示

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static struct of_device_id
beep_table[] = {
{.compatible = "fs4412,beep"},
};
static struct platform_driver
beep_driver=
{
.probe = beep_probe,
.remove = beep_remove,
.driver={
.name = "bigbang",
.of_match_table = beep_table,
},
};

• 可以发现有一个.of_match_table对象,里面存储着一个compatible字符串,即驱动可以通过设备树中的compatible属性来匹配对应的驱动程序

• 驱动程序获取设备树中的资源,如终端,io内存等

• 这些资源存储在platform_device结构体中的resource对象中

• 如获取io内存资源

• struct resource *res_mem =platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_MEM,0);

• 之后就可以进行申请内存,映射地址等操作

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struct platform_device {
    const char * name;/* 名字 */
    int  id;
    struct device  dev;
    u32 num_resources;/* 资源总数 */
    struct resource * resource;/*资源 */
    struct platform_device_id
    *id_entry
    ;
};

struct resource {
	resource_size_t start;
	resource_size_t end;
	const char *name;
	unsigned long flags;
	struct resource *parent, *sibling,*child;
};

• 常用的一些设备树读取属性的api

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of_find_node_by_path();//按路径查找
of_find_compatible_node();//按属性查找
//读取属性
device_property_read_string();
evice_property_read_string_array();
device_property_read_u32();
device_property_read_u32_array();
device_property_read_u8_array();

https://blog.csdn.net/u012489236/article/details/97137007