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设备树详解(转)

2018年08月11日 linux ⁄ 共 7236字 ⁄ 字号 设备树详解(转)已关闭评论

在Linux3.x版本后,arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中,描述板级细节的代码(比如platform_device、i2c_board_info等)被大量取消,取而代之的是设备树,其目录位于arch/arm/boot/dts.

1.设备树的组成

1个dts文件+n个dtsi文件,它们编译而成的dtb文件就是真正的设备树

  • soc厂商会把soc公共的特性和多块开发板公用的特性提炼为dtsi,而dts则负责描述某个具体的产品(开发板)的特性。dts直接或间接的包含多个dtsi(类似于c语言的头文件),就体现了一个完整的产品(开发板)所有的特性。以solidrun公司的hummingboard为例,其组成为

 

dts

  • 此外,dts/dtsi兼容c语言的一些语法,能使用宏定义,也能包含.h文件

2.设备树的结构

下面分别是是imx6dl-hummingboard.dts以及imx6dl.dtsi文件,我们以它们为例来分析,不难发现dts文件内容很少,只有一些板级的特征,大部分公共的硬件描述都在dtsi文件中

  • imx6dl-hummingboard.dts 文件节选

/dts-v1/;
#include "imx6dl.dtsi"
#include "imx6qdl-microsom.dtsi"
#include "imx6qdl-microsom-ar8035.dtsi"

/ {
model = "SolidRun HummingBoard DL/Solo";
compatible = "solidrun,hummingboard", "fsl,imx6dl";

ir_recv: ir-receiver {
compatible = "gpio-ir-receiver";
gpios = <&gpio1 2 1>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hummingboard_gpio1_2>;
};

regulators {
compatible = "simple-bus";

reg_3p3v: 3p3v {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "3P3V";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
regulator-always-on;
};
}

&i2c1 {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hummingboard_i2c1>;

rtc: pcf8523@68 {
compatible = "nxp,pcf8523";
reg = <0x68>;
};
};

  • imx6dl.dtsi文件节选

/ {
aliases {

/*省略无关代码*/
}
soc {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "simple-bus";
interrupt-parent = <&intc>;
ranges;

/*省略无关代码*/

timer@00a00600 {
compatible = "arm,cortex-a9-twd-timer";
reg = <0x00a00600 0x20>;
interrupts = <1 13 0xf01>;
clocks = <&clks IMX6QDL_CLK_TWD>;
};

aips-bus@02000000 { /* AIPS1 */
compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
reg = <0x02000000 0x100000>;
ranges;

/*省略无关代码*/

gpio1: gpio@0209c000 {
compatible = "fsl,imx6q-gpio", "fsl,imx35-gpio";
reg = <0x0209c000 0x4000>;
interrupts = <0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<0 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};

/*省略无关代码*/

i2c1: i2c@021a0000 {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
compatible = "fsl,imx6q-i2c", "fsl,imx21-i2c";
reg = <0x021a0000 0x4000>;
interrupts = <0 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&clks IMX6QDL_CLK_I2C1>;
status = "disabled";
};

};
/*省略无关代码*/ 
}; 
};

基本构造

{}包围起来的结构称之为节点,dts中最开头的/ {},称为根节点。节点的标准结构是xxx@yyy{…},xxx是节点的名字,yyy则不是必须的,其值为节点的地址(寄存器地址或其他地址),比如i2c1: i2c@021a0000中的就是一个i2c控制器的寄存器基地址,rtc: pcf8523@68中的就是这个rtc设备的i2c地址

属性:地址

有关节点的地址,比如i2c@021a0000,虽然它在名字后面跟了地址,但是正式的设置是在reg属性中设置的比如:reg = <0x021a0000 0x4000>; reg的格式通常为<address length>,0x021a0000是寄存器基地址,0x4000是长度。address 和length的个数是可变的,由父节点的属性#address-cells 和#size-cells 决定,比如节点i2c@021a0000的父节点是aips-bus@02000000,其#address-cells 和#size-cells均为1,所以下面的i2c节点的reg属性就有一个address 和length,而i2c节点本身#address-cells 和#size-cells 分别为1和0,所以其下的rtc: pcf8523@68 的reg属性就只有一个0x68(i2c地址)了

属性:兼容性

如果一个节点是设备节点,那么它一定要有compatible(兼容性),因为这将作为驱动和设备(设备节点)的匹配依据,compatible(兼容性)的值可以有不止一个字符串以满足不同的需求,详见下一节。而根节点的compatible也是非常重要的,也就是"fsl,imx6dl"这个字符串,因为系统启动后,将根据根节点的compatible来判断cpu信息,并由此进行初始化

属性设置的套路

一般来说,每一种设备的节点属性设置都会有一些套路,比如可以设置哪些属性?属性值怎么设置?那怎么知道这些套路呢,有两种思路

第一种是抄类似的dts,比如我们自己项目的平台是4412,那么就可以抄exynos4412-tiny4412.dts、exynos4412-smdk4412.dts这类相近的dts

第二种是查询内核中的文档,比如Documentation/devicetree/bindings/i2c/i2c-imx.txt就描述了imx平台的i2c属性设置方法;Documentation/devicetree/bindings/fb就描述了lcd、lvds这类属性设置方法

节点之间的联系

节点与节点之间的关联,通常通过“标号引用”和“包含”来实现

所谓标号引用,就是在节点名称前加上标号,这样设备树的其他位置就能够通过&符号来调用/访问该节点,比如上面代码ir_recv节点中的gpio属性,就引用了gpio1标号处的节点

包含则是最基本的方式,比如我们要在i2c1接口添加一个i2c外设,那么就必须要在i2c1下面添加一个节点,比如上面代码中的rtc: pcf8523@68 {}

标号引用常常还作为节点的重写方式,比如下面代码是imx6qdl.dtsi中定义的i2c节点,而前面imx6dl-hummingboard.dts中的&i2c1,就是对i2c1标号处节点的一次重写,在其内部添加了一个rtc设备

如果一个节点是属性节点(即仅仅是作为属性被其他节点调用),那么它定义在哪里其实无所谓,重要的是调用的位置,比如lcd屏幕的时序,其实我们完全可以把它定义在其他犄角旮旯,然后在lcd节点下用&来调用它,这也是可以的。这有点类似于函数:在哪定义不重要,重要的是在哪调用

3.内核(驱动)与节点的匹配

首先,内核必须要知道dtb文件的地址,这由U-boot来告诉内核。只要内核知晓了dtb文件的地址,那么驱动就可以通过一些API任意获取设备树的内部信息

对于3.x版本之后的内核,platform、i2c、spi等设备不再需要在mach-xxx中注册,驱动程序将直接和设备树里的设备节点进行配对,是通过设备节点中的compatible(兼容性)来与设备节点进行配对的

这里以pcf8523驱动为例,只要驱动中的of_match_table 中的compatible 值和设备节点中的compatible 相匹配,那么probe函数就会被触发。不仅i2c是这样,platform、spi等都是这个原理


/*定义的of_match_table*/
static const struct of_device_id pcf8523_of_match[] = {
{ .compatible = "nxp,pcf8523" },
{ }
};

/*driver 结构体中的of_match_table*/
static struct i2c_driver pcf8523_driver = {
.driver = {
.name = DRIVER_NAME,
.owner = THIS_MODULE,
.of_match_table = of_match_ptr(pcf8523_of_match),
},
.probe = pcf8523_probe,
.id_table = pcf8523_id,
};

i2c和spi驱动还支持一种“别名匹配”的机制,就以pcf8523为例,假设某程序员在设备树中的pcf8523设备节点中写了compatible = "pcf8523";,显然相对于驱动id_table中的"nxp,pcf8523",他遗漏了nxp字段,但是驱动却仍然可以匹配上,因为别名匹配对compatible中字符串里第二个字段敏感

4.常见属性的设置与获取

当修改或编写驱动时,常常需要修改gpio、时钟、中断等等参数,以前都是在mach-xxx中的device设置的,现在则要在节点里设置,然后驱动用特殊的API来获取

属性的获取常常在probe函数中进行,但是获取属性之前,最重要的是,确定哪个节点触发了驱动。如果一个驱动对应多个节点,那驱动可以通过int of_device_is_compatible(const struct device_node *device, const char *name)来判断当前节点是否包含指定的compatible(兼容性)

gpio的设置与获取


/*imx6dl.dtsi中gpio1控制器的定义节点*/
gpio1: gpio@0209c000 {
compatible = "fsl,imx6q-gpio", "fsl,imx35-gpio";
reg = <0x0209c000 0x4000>;
interrupts = <0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<0 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};

/*imx6qdl-sabreauto.dtsi中某个设备节点*/
max7310_reset: max7310-reset {
compatible = "gpio-reset";
reset-gpios = <&gpio1 15 1>;
reset-delay-us = <1>;
#reset-cells = <0>;
};

一般来说,我们把gpio属性的名字起为xxx-gpios(xxx我们可以随便起),这样驱动才能通过特定API从识别该属性,并转换成具体的gpio号

该设备节点中设置了reset-gpios = <&gpio1 15 1>;这格式是什么意思呢?&gpio1 15引用了gpio1节点,故此处含义为gpio1_15这个引脚;最后一个参数1则代表低电平有效,0则为高电平有效。至于gpio1_15具体对应哪个引脚,在imx6的手册上都有详细描述

其实最后一个参数(高低电平有效)不是必须的,因为gpio1节点中设置了#gpio-cells = <2>;,所以才有两个参数;某些soc的gpio节点中会设置为#gpio-cells = <1>;,那么可以不写最后一个参数

驱动一般通过以下接口获取上面节点中gpio的属性。该函数第一个参数是节点,一般可以在传入probe的参数中间接获得;第二个参数是gpio属性的名字,一定要和节点属性中的xxx-gpios相同;最后一个是编号index,当节点中有n个同名的xxx-gpios时,可以通过它来获取特定的那个gpio,同一节点中gpio同名情况很少存在,所以我们都把index设为0


gpio = of_get_named_gpio(node, "reset-gpios", index);

在dts和驱动都不关心gpio名字的情况下,也可直接通过以下接口来获取gpio号,这个时候编号index就十分重要了,可以指定拿取节点的第index个gpio属性


gpio = of_get_gpio(node, index);

中断的设置与获取

假设某设备节点需要一个gpio中断


/*先确定中断所在的组*/
interrupt-parent = <&gpio6>;

/*表示中断,GPIO6中的第8个IO,2为触发类型,下降沿触发*/
interrupts = <8 2>;

而在驱动中使用 中断号 =irq_of_parse_and_map(node, index)函数返回值来得到中断号

自定义属性的设置与获取

所谓的自定义属性,有点类似于老内核中的platform_data,我们在设备节点中可以随意添加自定义属性,比如下面这个节点里面的属性都是我们自己定义的


reg_3p3v: 3p3v {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "3P3V";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
regulator-always-on;
};

针对32位整形的属性,比如上面的regulator-min-microvolt,可以利用下面这个API来获取属性值,第一个参数是节点,第二个参数是属性名字,第三个是输出型参数(把读出来的值放进去)


of_property_read_u32(node, "regulator-min-microvolt", &microvolt);

类似的读取数值的API还有:


int of_property_read_u8(const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_value)

int of_property_read_u16(const struct device_node *np, const char *propname, u16 *out_value)

下列API可检查节点中某个属性是否存在,存在则返回true,不存在则返回false


bool of_property_read_bool(const struct device_node *np, const char *propname)

当节点中存在字符串时,可以像下面那样读取,比如我们读取前面reg_3p3v节点中的字符串


of_property_read_string(node, "regulator-name", &string)

当节点中存在数组时,可以像下面那样读取


/*带有数组的某个节点*/
L2: cache-controller@1e00a000 {
compatible = "arm,pl310-cache";
arm,data-latency = <1 1 1>;
arm,tag-latency = <1 1 1>;
};

/*驱动中使用API来读取数组, &data为输出型参数*/
of_property_read_u32_array(node, "arm,pl310-cache", &data, ARRAY_SIZE(data));

转自 : https://blog.csdn.net/qq_28992301/article/details/53321610

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