Linux内核对设备树的处理
文章目錄
- 1 內(nèi)核對設(shè)備樹的處理
- 1.1 dtb 中每一個節(jié)點都被轉(zhuǎn)換為 device_node 結(jié)構(gòu)體
- 1.2 哪些設(shè)備樹節(jié)點會被轉(zhuǎn)換為 platform_device
- 1.3 怎么轉(zhuǎn)換為 platform_device
- 2 platform_device 如何與platform_driver 配對
- 3 內(nèi)核里操作設(shè)備樹的常用函數(shù)
- 3.1 內(nèi)核中設(shè)備樹相關(guān)的頭文件介紹
- 3.1.1 處理 DTB
- 3.1.2 處理 device_node
- 3.1.3 處理 platform_device
- 3.2 platform_device 相關(guān)的函數(shù)
- 3.2.1 of_find_device_by_node
- 3.2.2 platform_get_resource
- 3.3 有些節(jié)點不會生成 platform_device，怎么訪問它們
- 3.3.1 找到節(jié)點
- 3.3.2 找到屬性
- 3.3.3 獲取屬性的值
- 4 怎么修改設(shè)備樹文件
1 內(nèi)核對設(shè)備樹的處理
從源代碼文件 dts 文件開始，設(shè)備樹的處理過程為：
① dts 在 PC 機上被編譯為 dtb 文件；
② u-boot 把 dtb 文件傳給內(nèi)核；
③ 內(nèi)核解析 dtb 文件，把每一個節(jié)點都轉(zhuǎn)換為 device_node 結(jié)構(gòu)體；
④ 對于某些 device_node 結(jié)構(gòu)體，會被轉(zhuǎn)換為 platform_device 結(jié)構(gòu)體。
1.1 dtb 中每一個節(jié)點都被轉(zhuǎn)換為 device_node 結(jié)構(gòu)體
根節(jié)點被保存在全局變量 of_root 中，從 of_root 開始可以訪問到任意節(jié)點。
1.2 哪些設(shè)備樹節(jié)點會被轉(zhuǎn)換為 platform_device
A. 根節(jié)點下含有 compatile 屬性的子節(jié)點。
B. 含有特定 compatile 屬性的節(jié)點的子節(jié)點：
如 果 一 個 節(jié) 點 的 compatile 屬 性 ， 它 的 值 是 這 4 者之一： “simple-bus”,“simplemfd”,“isa”,“arm,amba-bus”, 那么它的子結(jié)點(需含 compatile 屬性)也可以轉(zhuǎn)換為platform_device。
C. 總線 I2C、SPI 節(jié)點下的子節(jié)點：不轉(zhuǎn)換為 platform_device某個總線下到子節(jié)點，應(yīng)該交給對應(yīng)的總線驅(qū)動程序來處理, 它們不應(yīng)該被轉(zhuǎn)換為 platform_device。
對于如下設(shè)備樹文件：
/ {mytest {compatile = "mytest", "simple-bus";mytest@0 {compatile = "mytest_0";};};i2c {compatile = "samsung,i2c";at24c02 {compatile = "at24c02"; };};spi {compatile = "samsung,spi"; flash@0 {compatible = "winbond,w25q32dw";spi-max-frequency = <25000000>;reg = <0>;};};};比如以下的節(jié)點中：
- /mytest 會被轉(zhuǎn)換為 platform_device, 因為它兼容"simple-bus";它的子節(jié)點/mytest/mytest@0 也會被轉(zhuǎn)換為 platform_device
- /i2c 節(jié)點一般表示 i2c 控制器, 它會被轉(zhuǎn)換為 platform_device, 在內(nèi)核中有對應(yīng)的 platform_driver;
- /i2c/at24c02 節(jié)點不會被轉(zhuǎn)換為 platform_device, 它被如何處理完全由父節(jié)點的 platform_driver決定, 一般是被創(chuàng)建為一個 i2c_client。
- 類似的也有/spi 節(jié)點, 它一般也是用來表示 SPI 控制器, 它會被轉(zhuǎn)換為 platform_device, 在內(nèi)核中
有對應(yīng)的 platform_driver; - /spi/flash@0 節(jié)點不會被轉(zhuǎn)換為 platform_device, 它被如何處理完全由父節(jié)點的 platform_driver決定, 一般是被創(chuàng)建為一個 spi_device。
1.3 怎么轉(zhuǎn)換為 platform_device
內(nèi)核處理設(shè)備樹的函數(shù)調(diào)用過程，這里不去分析；我們只需要得到如下結(jié)論：
A. platform_device 中含有 resource 數(shù)組, 它來自 device_node 的 reg, interrupts 屬性;
B. platform_device.dev.of_node 指向 device_node, 可以通過它獲得其他屬性。
2 platform_device 如何與platform_driver 配對
從設(shè)備樹轉(zhuǎn)換得來的 platform_device 會被注冊進內(nèi)核里，以后當(dāng)我們每注冊一個 platform_driver時，它們就會兩兩確定能否配對，如果能配對成功就調(diào)用 platform_driver 的 probe 函數(shù)。套路是一樣的。我們需要將前面講過的“匹配規(guī)則”再完善一下：
先貼源碼：
1. 最先比較：是否強制選擇某個 driver
比較 platform_device. driver_override 和platform_driver.driver.name，可以設(shè)置 platform_device 的 driver_override，強制選擇某個 platform_driver。
2.然后比較：設(shè)備樹信息
比較：platform_device. dev.of_node 和 platform_driver.driver.of_match_table。
由設(shè)備樹節(jié)點轉(zhuǎn)換得來的 platform_device 中，含有一個結(jié)構(gòu)體：of_node。
它的類型如下：
如果一個 platform_driver 支持設(shè)備樹，它的platform_driver.driver.of_match_table 是一個數(shù)組，類型如下：
使用設(shè)備樹信息來判斷 dev 和 drv 是否配對時，首先，如果 of_match_table 中含有 compatible 值，就跟 dev 的 compatile 屬性比較，若一致則成功，否則返回失敗；
其次，如果 of_match_table 中含有 type 值，就跟 dev 的 device_type 屬性比較，若一致則成功，否則返回失敗；
最后，如果 of_match_table 中含有 name 值，就跟 dev 的 name 屬性比較，若一致則成功，否則返回失敗。
而設(shè)備樹中建議不再使用 devcie_type 和 name 屬性，所以基本上只使用設(shè)備節(jié)點的 compatible 屬性來尋找匹配的 platform_driver。
接下來比較：platform_device_id
比較 platform_device. name 和 platform_driver.id_table[i].name，id_table 中可能有多項。
platform_driver.id_table 是“platform_device_id”指針，表示該 drv 支持若干個 device，它里面列出了各個 device 的{.name, .driver_data}，其中的“name”表示該 drv 支持的設(shè)備的名字，driver_data是些提供給該 device 的私有數(shù)據(jù)。
最后比較：platform_device.name 和 platform_driver.driver.name：
platform_driver.id_table 可能為空，這時可以根據(jù) platform_driver.driver.name 來尋找同名的 platform_device。
一個圖概括所有的配對過程：
概括出了這個圖：
沒有轉(zhuǎn)換為 platform_device 的節(jié)點，如何使用？
任意驅(qū)動程序里，都可以直接訪問設(shè)備樹。
3 內(nèi)核里操作設(shè)備樹的常用函數(shù)
內(nèi)核源碼中 include/linux/目錄下有很多 of 開頭的頭文件，of 表示“open firmware”即開放固件。
3.1 內(nèi)核中設(shè)備樹相關(guān)的頭文件介紹
設(shè)備樹的處理過程是：dtb -> device_node -> platform_device。
3.1.1 處理 DTB
of_fdt.h // dtb 文件的相關(guān)操作函數(shù), 我們一般用不到, // 因為 dtb 文件在內(nèi)核中已經(jīng)被轉(zhuǎn)換為 device_node 樹(它更易于使用)3.1.2 處理 device_node
of.h // 提供設(shè)備樹的一般處理函數(shù), // 比如 of_property_read_u32(讀取某個屬性的 u32 值), // of_get_child_count(獲取某個 device_node 的子節(jié)點數(shù)) of_address.h // 地址相關(guān)的函數(shù), // 比如 of_get_address(獲得 reg 屬性中的 addr, size 值) // of_match_device (從 matches 數(shù)組中取出與當(dāng)前設(shè)備最匹配的一項) of_dma.h // 設(shè)備樹中 DMA 相關(guān)屬性的函數(shù) of_gpio.h // GPIO 相關(guān)的函數(shù) of_graph.h // GPU 相關(guān)驅(qū)動中用到的函數(shù), 從設(shè)備樹中獲得 GPU 信息 of_iommu.h // 很少用到 of_irq.h // 中斷相關(guān)的函數(shù) of_mdio.h // MDIO (Ethernet PHY) API of_net.h // OF helpers for network devices. of_pci.h // PCI 相關(guān)函數(shù) of_pdt.h // 很少用到 of_reserved_mem.h // reserved_mem 的相關(guān)函數(shù)3.1.3 處理 platform_device
of_platform.h // 把 device_node 轉(zhuǎn)換為 platform_device 時用到的函數(shù), // 比如 of_device_alloc(根據(jù) device_node 分配設(shè)置 platform_device), // of_find_device_by_node (根據(jù) device_node 查找到 platform_device),// of_platform_bus_probe (處理 device_node 及它的子節(jié)點) of_device.h // 設(shè)備相關(guān)的函數(shù), 比如 of_match_device3.2 platform_device 相關(guān)的函數(shù)
of_platform.h 中聲明了很多函數(shù)，但是作為驅(qū)動開發(fā)者，我們只使用其中的 1、2 個。其他的都是給內(nèi)核自己使用的，內(nèi)核使用它們來處理設(shè)備樹，轉(zhuǎn)換得到 platform_device。
3.2.1 of_find_device_by_node
函數(shù)原型為：
extern struct platform_device *of_find_device_by_node(struct device_node *np);設(shè)備樹中的每一個節(jié)點，在內(nèi)核里都有一個 device_node；你可以使用 device_node 去找到對應(yīng)的platform_device。
3.2.2 platform_get_resource
這個函數(shù)跟設(shè)備樹沒什么關(guān)系，但是設(shè)備樹中的節(jié)點被轉(zhuǎn)換為 platform_device 后，設(shè)備樹中的 reg 屬性、interrupts 屬性也會被轉(zhuǎn)換為“resource”。
這時，你可以使用這個函數(shù)取出這些資源。
函數(shù)原型為：
/** * platform_get_resource - get a resource for a device * @dev: platform device * @type: resource type // 取哪類資源？IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_REG * // IORESOURCE_IRQ 等 * @num: resource index // 這類資源中的哪一個？ */ struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,unsigned int type, unsigned int num);對于設(shè)備樹節(jié)點中的 reg 屬性，它對應(yīng) IORESOURCE_MEM 類型的資源；
對于設(shè)備樹節(jié)點中的 interrupts 屬性，它對應(yīng)IORESOURCE_IRQ 類型的資源。
3.3 有些節(jié)點不會生成 platform_device，怎么訪問它們
內(nèi)核會把 dtb 文件解析出一系列的 device_node 結(jié)構(gòu)體，我們可以直接訪問這些 device_node。
內(nèi)核源碼 incldue/linux/of.h 中聲明了 device_node 和屬性 property 的操作函數(shù)，device_node 和property 的結(jié)構(gòu)體定義如下：
3.3.1 找到節(jié)點
a. of_find_node_by_path
根據(jù)路徑找到節(jié)點，比如“/”就對應(yīng)根節(jié)點，“/memory”對應(yīng) memory 節(jié)點。
函數(shù)原型：
b. of_find_node_by_name
根據(jù)名字找到節(jié)點，節(jié)點如果定義了 name 屬性，那我們可以根據(jù)名字找到它。
函數(shù)原型：
參數(shù) from 表示從哪一個節(jié)點開始尋找，傳入 NULL 表示從根節(jié)點開始尋找。
但是在設(shè)備樹的官方規(guī)范中不建議使用“name”屬性，所以這函數(shù)也不建議使用。
c. of_find_node_by_type
根據(jù)類型找到節(jié)點，節(jié)點如果定義了 device_type 屬性，那我們可以根據(jù)類型找到它。
函數(shù)原型：
參數(shù) from 表示從哪一個節(jié)點開始尋找，傳入 NULL 表示從根節(jié)點開始尋找。
但是在設(shè)備樹的官方規(guī)范中不建議使用“device_type”屬性，所以這函數(shù)也不建議使用。
d. of_find_compatible_node
根據(jù) compatible 找到節(jié)點，節(jié)點如果定義了 compatible 屬性，那我們可以根據(jù) compatible 屬性找到它。
函數(shù)原型：
參數(shù) from 表示從哪一個節(jié)點開始尋找，傳入 NULL 表示從根節(jié)點開始尋找。
參數(shù) compat 是一個字符串，用來指定 compatible 屬性的值；
參數(shù) type 是一個字符串，用來指定 device_type 屬性的值，可以傳入 NULL。
e. of_find_node_by_phandle
根據(jù) phandle 找到節(jié)點。
dts 文件被編譯為 dtb 文件時，每一個節(jié)點都有一個數(shù)字 ID，這些數(shù)字 ID 彼此不同。可以使用數(shù)字 ID來找到 device_node。這些數(shù)字 ID 就是 phandle。
函數(shù)原型：
f. of_get_parent
找到 device_node 的父節(jié)點。
函數(shù)原型：
g. of_get_next_parent
這個函數(shù)名比較奇怪，怎么可能有“next parent”？
它實際上也是找到 device_node 的父節(jié)點，跟 of_get_parent 的返回結(jié)果是一樣的。
差別在于它多調(diào)用下列函數(shù)，把 node 節(jié)點的引用計數(shù)減少了 1。這意味著調(diào)用 of_get_next_parent 之
后，你不再需要調(diào)用 of_node_put 釋放 node 節(jié)點。
of_node_put(node);
函數(shù)原型：
h. of_get_next_child
取出下一個子節(jié)點。
函數(shù)原型：
參數(shù) node 表示父節(jié)點；
prev 表示上一個子節(jié)點，設(shè)為 NULL 時表示想找到第 1 個子節(jié)點。
不斷調(diào)用 of_get_next_child 時，不斷更新 pre 參數(shù)，就可以得到所有的子節(jié)點。
i. of_get_next_available_child
取出下一個“可用”的子節(jié)點，有些節(jié)點的 status 是“disabled”，那就會跳過這些節(jié)點。
函數(shù)原型：
參數(shù) node 表示父節(jié)點；
prev 表示上一個子節(jié)點，設(shè)為 NULL 時表示想找到第 1 個子節(jié)點。
j. of_get_child_by_name
根據(jù)名字取出子節(jié)點。
函數(shù)原型：
參數(shù) node 表示父節(jié)點；
name 表示子節(jié)點的名字。
3.3.2 找到屬性
內(nèi)核源碼 incldue/linux/of.h 中聲明了 device_node 的操作函數(shù)，當(dāng)然也包括屬性的操作函數(shù)。
a. of_find_property
找到節(jié)點中的屬性。
函數(shù)原型：
參數(shù) np 表示節(jié)點，我們要在這個節(jié)點中找到名為 name 的屬性。
lenp 用來保存這個屬性的長度，即它的值的長度。
在設(shè)備樹中，節(jié)點大概是這樣：
xxx_node {
xxx_pp_name = “hello”;
};
上述節(jié)點中，“xxx_pp_name”就是屬性的名字，值的長度是 6。
3.3.3 獲取屬性的值
a. of_get_property
根據(jù)名字找到節(jié)點的屬性，并且返回它的值。
函數(shù)原型：
參數(shù) np 表示節(jié)點，我們要在這個節(jié)點中找到名為 name 的屬性，然后返回它的值。
lenp 用來保存這個屬性的長度，即它的值的長度。
b. of_property_count_elems_of_size
根據(jù)名字找到節(jié)點的屬性，確定它的值有多少個元素(elem)。
函數(shù)原型：
參數(shù) np 表示節(jié)點，我們要在這個節(jié)點中找到名為 propname 的屬性，然后返回下列結(jié)果：
return prop->length / elem_size;在設(shè)備樹中，節(jié)點大概是這樣：
xxx_node {xxx_pp_name = <0x50000000 1024> <0x60000000 2048>; };調(diào)用 of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 8)時，返回值是 2；
調(diào)用 of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 4)時，返回值是 4。
c. 讀整數(shù) u32/u64
函數(shù)原型為：
在設(shè)備樹中，節(jié)點大概是這樣：
xxx_node {name1 = <0x50000000>;name2 = <0x50000000 0x60000000>; };調(diào)用 of_property_read_u32 (np, “name1”, &val)時，val 將得到值 0x50000000；
調(diào)用 of_property_read_u64 (np, “name2”, &val)時，val 將得到值 0x0x6000000050000000。
d. 讀某個整數(shù) u32/u64
函數(shù)原型為：
在設(shè)備樹中，節(jié)點大概是這樣：
xxx_node {name2 = <0x50000000 0x60000000>; };調(diào)用 of_property_read_u32 (np, “name2”, 1, &val)時，val 將得到值 0x0x60000000。
e. 讀數(shù)組
函數(shù)原型為：
在設(shè)備樹中，節(jié)點大概是這樣：
xxx_node {name2 = <0x50000012 0x60000034>; };上述例子中屬性 name2 的值，長度為 8。
調(diào)用 of_property_read_variable_u8_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)時，out_values 中將會保存這 8 個字節(jié)： 0x12,0x00,0x00,0x50,0x34,0x00,0x00,0x60。
調(diào)用 of_property_read_variable_u16_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)時，out_values中將會保存這 4 個 16 位數(shù)值： 0x0012, 0x5000,0x0034,0x6000。
總之，這些函數(shù)要么能取到全部的數(shù)值，要么一個數(shù)值都取不到；如果值的長度在 sz_min 和 sz_max 之間，就返回全部的數(shù)值；否則一個數(shù)值都不返回。
f. 讀字符串
函數(shù)原型為：
返回節(jié)點 np 的屬性(名為 propname)的值，(*out_string)指向這個值，把它當(dāng)作字符串。
4 怎么修改設(shè)備樹文件
一個寫得好的驅(qū)動程序, 它會盡量確定所用資源。
只把不能確定的資源留給設(shè)備樹, 讓設(shè)備樹來指定。
據(jù)原理圖確定"驅(qū)動程序無法確定的硬件資源", 再在設(shè)備樹文件中填寫對應(yīng)內(nèi)容。那么, 所填寫內(nèi)容的格式是什么?
有些芯片，廠家提供了對應(yīng)的設(shè)備樹生成工具，可以選擇某個引腳用于某些功能，就可以自動生成設(shè)備樹節(jié)點。你再把這些節(jié)點復(fù)制到內(nèi)核的設(shè)備樹文件里即可。
做得好的廠家也會提供設(shè)備樹的說明文檔。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的Linux内核对设备树的处理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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