Linux学习_设备树理论

news2024/11/15 23:43:38

Linux学习_设备树

  • 总结三种写驱动的方法
    • 资源和驱动在同一个文件里
    • 资源用 platform_device 指定、驱动在 platform_driver 实现
    • 资源用设备树指定驱动在 platform_driver 实现
  • 设备树的语法
    • 实际使用时,include模板+小改
    • 常用属性
      • #address-cells、#size-cells、reg
      • compatible
      • model
      • status
      • name、device_type
  • 内核对设备树的处理
    • dts->dtb
    • dtb->device_node
    • device_node->platform_device
  • platform_device 与 platform_driver 配对
  • 11.7中有一堆操作设备树的函数,可以当词典用

总结三种写驱动的方法

资源和驱动在同一个文件里

这是最简单无脑,但也是代码复用性最差的方法
在这里插入图片描述

资源用 platform_device 指定、驱动在 platform_driver 实现

在这里插入图片描述
分别在xxx_dev.cxxx_drv.c中定义一个platform_device结构体和platform_driver结构体,如下
描述了单板设备资源的dev结构体

static struct platform_device board_A_led_dev = {
        .name = "100ask_led",
        .num_resources = ARRAY_SIZE(resources),
        .resource = resources,
        .dev = {
                .release = led_dev_release,
         },
};

描述了芯片驱动的driver结构体

static struct platform_driver chip_demo_gpio_driver = {
    .probe      = chip_demo_gpio_probe,
    .remove     = chip_demo_gpio_remove,
    .driver     = {
        .name   = "100ask_led",
    },
};

资源用设备树指定驱动在 platform_driver 实现

在这里插入图片描述
由于把所有的dev.c都堆积在内核中太过于臃肿,推出了设备树来描述单板的设备情况。
dts文件存储在单板的ROM里,使用时通过bootbolader被加载到内核,这样内核就可以通过解析设备树来让驱动去控制实际的硬件了。

设备树的语法

设备树
设备树之所以称之为“树”,就是因为其整体类似于树的结构,其构建方式更为简洁,语法非常之简单
在这里插入图片描述
/表示设备树的根,子节点也可以在自己的定义中再改属性,没写的默认继承父节点的属性,对应的写法如下:

/dts-v1/;                      表示版本

/{
	model="fsl,mpc8572ds"
	compatible="fsl,mpc8572ds"
	#address-cells=<1>
	#size-cells=<1>
	
	cpus{
		#address-cells=<1>
		#size-cells=<0>
		cpu@0(
			device_type="cpu"
			reg=<0>
			timebase-frequency=<825000000>
			clock-frequency=<825000000>
		};

		cpu@0(
			device_type="cpu"
			reg=<1>
			timebase-frequency=<825000000>
			clock-frequency=<825000000>
		};
	};

	memory@0{                      根节点以外调用时,需要全路径&{/uart@fe001000}来索引
		device_type="memory"
		reg=<0 0x20000000>
	};
	
	uart@fe001000{                 也可以写成uart0: uart@fe001000,这样在根节点以外就可以使用&uart0来索引
		compatible="ns16550"
		reg=<0xfe001000 ox100>
	};
};	

dts的总体代码书写大概如上

实际使用时,include模板+小改

设备树文件大部分都不需要我们自己写,是在内核的arch/arm/boot/dts目录下存着有xxxx.dtsi文件,我们自己写dts时只需要在我们的设备树文件中#include "xxxx.dtsi",示例:

/dts-v1/;
#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"
/ {
。。。。。。。

};

然后再做出我们的细微修改就可以了

常用属性

#address-cells、#size-cells、reg

address-cells:address 要用多少个 32 位数来表示,示例如:#address-cells = <1>;
size-cells:size 要用多少个 32 位数来表示,示例如#size-cells = <1>;
例如,一段内存,如何描述他的起始地址大小呢:如下

/ {
	#address-cells = <1>;
	#size-cells = <1>;
	memory {
		reg = <0x80000000 0x20000000>;
	};
};

由于address-cellssize-cells都为1,所以reg用1个32位数0x80000000来表示地址,用1个32位数0x20000000来表示大小

compatible

compatible中文意思为兼容,表示该设备支持哪些驱动,这个在platform_deviceplatform_driver的匹配过程中至关重要,内核启动后会根据根节点的 compatible 属性找到对应的 machine desc 结构体,执行其中的初始化函数。书写格式非常简单,如下:

led {
	compatible = "samsung,smdk2440", "samsung,mini2440";
};

compatible 的值,建议取这样的形式:“厂家名,模块名”

model

model 属性与 compatible 属性有些类似,但是有差别。
compatible 属性是一个字符串列表,表示你的硬件可以兼容 A、B、C 等驱动;
model 用来准确地定义这个硬件是什么,比如:

{
	compatible = "samsung,smdk2440", "samsung,mini2440";
	model = "jz2440_v3";
};

status

dtsi 文件中定义了很多设备,但是在你的板子上某些设备是没有的。这时你可以给这个设备节点添加一个status属性,设置为“disabled”

&uart1 {
	status = "disabled";
};

常用的状态就是okey-表示可以用、disabled-表示不能用,还有不常用的fail、fail-ass,表示出错需要改,知道就行了没屁用。

name、device_type

过时了,建议不用,效果和compile类似,都是匹配用的,不过compile的优先级最高

内核对设备树的处理

在这里插入图片描述

  1. dts 在 PC 机上被编译为二进制格式的 dtb 文件;
  2. u-boot 把 dtb 文件传给内核,内核解析 dtb 文件,把每一个节点都转换为 device_node 结构体;
  3. 对于某些 device_node 结构体,会被转换为 platform_device 结构体。

dts->dtb

设置 ARCH、 CROSS_COMPILE、 PATH 这三个环境变量后,进入 ubuntu 上板子内核源码的目录,执行如下命令即可编译 dtb 文件:

make dtbs V=1

dtb->device_node

在这里插入图片描述
dtb 中每一个节点都被转换为 device_node 结构体,根节点将被保存在of_root中,从of_root开始可以访问到任意节点。

device_node->platform_device

首先,转化为platform_device的节点有:

  1. 根节点下含有 compatile 属性的子节点
  2. 若某节点的compile属性是"simplebus"、“simple-mfd”、“isa”、"arm,amba-bus"这四者之一,那么其子节点就可以转为platform_deivce
  3. i2c总线和spi总线下的子节点不转为platform_device
  4. /i2c 与 /spi 一般表示i2c控制器和spi控制器,其符合上面条件1,会转为platform_deivce

其次,转换方式:

  1. device_nodereginterrupts 转为 platform_deviceresource 数组
  2. platform_device.dev.of_node 指向 device_node, 可以通过它获得其他属性

platform_device 与 platform_driver 配对

在这里插入图片描述
在Linux_驱动编写方案与总线驱动模型中提了一下本函数,无论是bus_type还是本文的设备树,都是利用了platform_deivce函数来比较,其实观察这个函数的判断逻辑就知道了

  1. platform_device. driver_override(device指定要这个名字的driver)和 platform_driver.driver.name(driver的名字)
  2. platform_device.dev.of_node(指向device_node)和platform_driver.driver.of_match_table(若platform_deivce支持设备树,那么这个…_table就是个数组of_deivce_id[])比较顺序为compile->type->name,有哪个比哪个,比一个就行,一样就成功不一样就失败
struct of_device_id{
	char name[32];
	char type[32];
	char compatible[128];
	const void *data;
};
  1. platform_device. name(device的名字)和 platform_driver.id_table[i].name(idtable里面存放着本driver支持的device名)
  2. platform_device.name(device的名字)和 platform_driver.driver.name(driver的名字)

11.7中有一堆操作设备树的函数,可以当词典用

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