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__NOTITLE__
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驱动进化之路:设备树的引入及简明教程
- 官方文档(可以下载到devicetree-specification-v0.2.pdf): https://www.devicetree.org/specifications/
- 内核文档:
Documentation/devicetree/booting-without-of.txt
- 我录制“设备树视频”时写的文档:设备树详细分析.txt
- 这个txt文件也同步上传到wiki了:http://wiki.100ask.org/Linux_devicetree
- 我录制的设备树视频,它是基于s3c2440的,用的是linux 4.19;需要深入研究的可以看该视频(收费)。
- 注意,如果只是想入门,看本文档及视频即可。
设备树的引入与作用
- 以LED驱动为例,如果你要更换LED所用的GPIO引脚,需要修改驱动程序源码、重新编译驱动、重新加载驱动。
- 在内核中,使用同一个芯片的板子,它们所用的外设资源不一样,比如A板用GPIO A,B板用GPIO B。而GPIO的驱动程序既支持GPIO A也支持GPIO B,你需要指定使用哪一个引脚,怎么指定?在c代码中指定。
- 随着ARM芯片的流行,内核中针对这些ARM板保存有大量的、没有技术含量的文件。
- Linus大发雷霆:"this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass"。
- 于是,Linux内核开始引入设备树。
- 设备树并不是重新发明出来的,在Linux内核中其他平台如PowerPC,早就使用设备树来描述硬件了。
- Linus发火之后,内核开始全面使用设备树来改造,神人就神人。
- 有一种错误的观点,说“新驱动都是用设备树来写了”。
- 设备树不可能用来写驱动。
- 请想想,要操作硬件就需要去操作复杂的寄存器,如果设备树可以操作寄存器,那么它就是“驱动”,它就一样很复杂。
- 设备树只是用来给内核里的驱动程序,指定硬件的信息。比如LED驱动,在内核的驱动程序里去操作寄存器,但是操作哪一个引脚?这由设备树指定。
- 你可以事先体验一下设备树,板子启动后执行下面的命令:
# ls /sys/firmware/
devicetree fdt
- /sys/firmware/devicetree目录下是以目录结构程现的dtb文件, 根节点对应base目录, 每一个节点对应一个目录, 每一个属性对应一个文件。
- 这些属性的值如果是字符串,可以使用cat命令把它打印出来;对于数值,可以用hexdump把它打印出来。
- 一个单板启动时,u-boot先运行,它的作用是启动内核。U-boot会把内核和设备树文件都读入内存,然后启动内核。在启动内核时会把设备树在内存中的地址告诉内核。
设备树的语法
- 怎么描述这棵树?
- 我们需要编写设备树文件(dts: device tree source),它需要编译为dtb(device tree blob)文件,内核使用的是dtb文件。
- dts文件是根本,它的语法很简单。
- 下面是一个设备树示例:
- 它对应的dts文件如下:
Devicetree格式
DTS文件的格式
- DTS文件布局(layout):
/dts-v1/; // 表示版本
[memory reservations] // 格式为: /memreserve/ <address> <length>;
/ {
[property definitions]
[child nodes]
};
node的格式
- 设备树中的基本单元,被称为“node”,其格式为:
[label:] node-name[@unit-address] {
[properties definitions]
[child nodes]
};
- label是标号,可以省略。label的作用是为了方便地引用node,比如:
/dts-v1/;
/ {
uart0: uart@fe001000 {
compatible="ns16550";
reg=<0xfe001000 0x100>;
};
};
- 可以使用下面2种方法来修改uart@fe001000这个node:
// 在根节点之外使用label引用node:
&uart0 {
status = “disabled”;
};
- 或在根节点之外使用全路径:
&{/uart@fe001000} {
status = “disabled”;
};
properties的格式
- 简单地说,properties就是“name=value”,value有多种取值方式。
- Property格式1:
[label:] property-name = value;
- Property格式2(没有值):
[label:] property-name;
- Property取值只有3种
arrays of cells(1个或多个32位数据, 64位数据使用2个32位数据表示),
string(字符串),
bytestring(1个或多个字节)
- 示例
- a. Arrays of cells : cell就是一个32位的数据,用尖括号包围起来
interrupts = <17 0xc>;
- b. 64bit数据使用2个cell来表示,用尖括号包围起来:
clock-frequency = <0x00000001 0x00000000>;
- c. A null-terminated string (有结束符的字符串),用双引号包围起来:
compatible = "simple-bus";
- d. A bytestring(字节序列) ,用中括号包围起来:
local-mac-address = [00 00 12 34 56 78]; // 每个byte使用2个16进制数来表示
local-mac-address = [000012345678]; // 每个byte使用2个16进制数来表示
- e. 可以是各种值的组合, 用逗号隔开:
compatible = "ns16550", "ns8250";
example = <0xf00f0000 19>, "a strange property format";
dts文件包含dtsi文件
- 设备树文件不需要我们从零写出来,内核支持了某款芯片比如imx6ull,在内核的arch/arm/boot/dts目录下就有了能用的设备树模板,一般命名为xxxx.dtsi。“i”表示“include”,被别的文件引用的。
- 我们使用某款芯片制作出了自己的单板,所用资源跟xxxx.dtsi是大部分相同,小部分不同,所以需要引脚xxxx.dtsi并修改。
- dtsi文件跟dts文件的语法是完全一样的。
- dts中可以包含.h头文件,也可以包含dtsi文件,在.h头文件中可以定义一些宏。
- 示例:
/dts-v1/;
#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"
/ {
……
};
常用的属性
#address-cells、#size-cells
- cell指一个32位的数值,
address-cells:address要用多少个32位数来表示;
size-cells:size要用多少个32位数来表示。
- 比如一段内存,怎么描述它的起始地址和大小?
- 下例中,address-cells为1,所以reg中用1个数来表示地址,即用0x80000000来表示地址;size-cells为1,所以reg中用1个数来表示大小,即用0x20000000表示大小:
/ {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
memory {
reg = <0x80000000 0x20000000>;
};
};
compatible
- “compatible”表示“兼容”,对于某个LED,内核中可能有A、B、C三个驱动都支持它,那可以这样写:
led {
compatible = “A”, “B”, “C”;
};
- 内核启动时,就会为这个LED按这样的优先顺序为它找到驱动程序:A、B、C。
- 根节点下也有compatible属性,用来选择哪一个“machine desc”:一个内核可以支持machine A,也支持machine B,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。
- compatible的值,建议取这样的形式:"manufacturer,model",即“厂家名,模块名”。
- 注意:machine desc的意思就是“机器描述”,学到内核启动流程时才涉及。
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,表示可以你的硬件兼容A、B、C等驱动;
- model用来准确地定义这个硬件是什么。
- 比如根节点中可以这样写:
/ {
compatible = "samsung,smdk2440", "samsung,mini2440";
model = "jz2440_v3";
};
- 它表示这个单板,可以兼容内核中的“smdk2440”,也兼容“mini2440”。
- 从compatible属性中可以知道它兼容哪些板,但是它到底是什么板?用model属性来明确。
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";
};
reg
- reg的本意是register,用来表示寄存器地址。
- 但是在设备树里,它可以用来描述一段空间。反正对于ARM系统,寄存器和内存是统一编址的,即访问寄存器时用某块地址,访问内存时用某块地址,在访问方法上没有区别。
- reg属性的值,是一系列的“address size”,用多少个32位的数来表示address和size,由其父节点的#address-cells、#size-cells决定。
- 示例:
/dts-v1/;
/ {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
memory {
reg = <0x80000000 0x20000000>;
};
};
name(过时了,建议不用)
- 它的值是字符串,用来表示节点的名字。在跟platform_driver匹配时,优先级最低。
- compatible属性在匹配过程中,优先级最高。
device_type(过时了,建议不用)
- 它的值是字符串,用来表示节点的类型。在跟platform_driver匹配时,优先级为中。
- compatible属性在匹配过程中,优先级最高。
常用的节点(node)
根节点
- dts文件中必须有一个根节点:
/dts-v1/;
/ {
model = "SMDK24440";
compatible = "samsung,smdk2440";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
};
- 根节点中必须有这些属性:
#address-cells // 在它的子节点的reg属性中, 使用多少个u32整数来描述地址(address)
#size-cells // 在它的子节点的reg属性中, 使用多少个u32整数来描述大小(size)
compatible // 定义一系列的字符串, 用来指定内核中哪个machine_desc可以支持本设备
// 即这个板子兼容哪些平台
// uImage : smdk2410 smdk2440 mini2440 ==> machine_desc
model // 咱这个板子是什么
// 比如有2款板子配置基本一致, 它们的compatible是一样的
// 那么就通过model来分辨这2款板子
CPU节点
- 一般不需要我们设置,在dtsi文件中都定义好了:
cpus {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
cpu0: cpu@0 {
.......
}
};
memory节点
- 芯片厂家不可能事先确定你的板子使用多大的内存,所以memory节点需要板厂设置,比如:
memory {
reg = <0x80000000 0x20000000>;
};
chosen节点
- 我们可以通过设备树文件给内核传入一些参数,这要在chosen节点中设置bootargs属性:
chosen {
bootargs = "noinitrd root=/dev/mtdblock4 rw init=/linuxrc console=ttySAC0,115200";
};
编译、更换设备树
- 我们一般不会从零写dts文件,而是修改。程序员水平有高有低,改得对不对?需要编译一下。并且内核直接使用dts文件的话,就太低效了,它也需要使用二进制格式的dtb文件。
在内核中直接make
- 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
- 这些操作步骤在各个开发板的高级用户使用手册,或是http://wiki.100ask.net中各个板子的页面里,都有说明。
- 以野火的IMX6UL为例,可以看到如下输出:
mkdir -p arch/arm/boot/dts/ ;
arm-linux-gnueabihf-gcc -E
-Wp,-MD,arch/arm/boot/dts/.imx6ull-14x14-ebf-mini.dtb.d.pre.tmp
-nostdinc
-I./arch/arm/boot/dts
-I./arch/arm/boot/dts/include
-I./drivers/of/testcase-data
-undef -D__DTS__ -x assembler-with-cpp
-o arch/arm/boot/dts/.imx6ull-14x14-ebf-mini.dtb.dts.tmp
arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-ebf-mini.dts ;
./scripts/dtc/dtc -O dtb
-o arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-ebf-mini.dtb
-b 0 -i arch/arm/boot/dts/ -Wno-unit_address_vs_reg
-d arch/arm/boot/dts/.imx6ull-14x14-ebf-mini.dtb.d.dtc.tmp
arch/arm/boot/dts/.imx6ull-14x14-ebf-mini.dtb.dts.tmp ;
- 它首先用arm-linux-gnueabihf-gcc预处理dts文件,把其中的.h头文件包含进来,把宏展开。
- 然后使用scripts/dtc/dtc生成dtb文件。
- 可见,dts文件之所以支持“#include”语法,是因为arm-linux-gnueabihf-gcc帮忙。
- 如果只用dtc工具,它是不支持”#include”语法的,只支持“/include”语法。
手工编译
- 除非你对设备树比较了解,否则不建议手工使用dtc工具直接编译。
- 内核目录下scripts/dtc/dtc是设备树的编译工具,直接使用它的话,包含其他文件时不能使用“#include”,而必须使用“/incldue”。
- 编译、反编译的示例命令如下,“-I”指定输入格式,“-O”指定输出格式,“-o”指定输出文件:
./scripts/dtc/dtc -I dts -O dtb -o tmp.dtb arch/arm/boot/dts/xxx.dts // 编译dts为dtb
./scripts/dtc/dtc -I dtb -O dts -o tmp.dts arch/arm/boot/dts/xxx.dtb // 反编译dtb为dts
给开发板更换设备树文件
- 怎么给各个单板编译出设备树文件,它们的设备树文件是哪一个?
- 这些操作步骤在各个开发板的高级用户使用手册,或是http://wiki.100ask.net中各个板子的页面里,都有说明。
- 基本方法都是:设置ARCH、CROSS_COMPILE、PATH这三个环境变量后,在内核源码目录中执行:
make dtbs
对于100ask-am335x 单板
- 设备树文件是:内核源码目录中arch/arm/boot/dts/100ask-am335x.dtb
- 要更换板子上的设备树文件,启动板子后,更换这个文件:/boot/mx6ull-14x14-ebf.dtb
对于firefly-rk3288
- 设备树文件是:内核源码目录中arch/arm/boot/dts/rk3288-firefly.dtb
- 对于这款板子,本教程中我们使用SD卡上的系统。
- 要更换板上的设备树文件,你可以使用SD卡启动开发板后,更换这个文件:/boot/rk3288-firefly.dtb
对于firefly的roc-rk3399-pc
- 设备树文件是:内核源码目录中arch/arm64/boot/dts/rk3399-roc-pc.dtb
- 对于这款板子,本教程中我们使用SD卡上的系统。
- 要更换板上的设备树文件,你可以使用SD卡启动开发板后,更换这个文件:/boot/ rk3399-roc-pc.dtb
对于百问网使用QEMU模拟的IMX6ULL板子
- 设备树文件是:内核源码目录中arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ul_qemu.dtb
- 它是执行qemu时直接在命令行中指定设备树文件的,你可以打开脚本文件qemu-imx6ul-gui.sh找到dtb文件的位置,然后使用新编译出来的dtb去覆盖老文件。
对于野火imx6ull-pro
- 设备树文件是:内核源码目录中arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-ebf.dtb
- 对于这款板子,本教程中我们使用SD卡上的系统。
- 要更换板上的设备树文件,你可以使用SD卡启动开发板后,更换这个文件:/boot/imx6ull-14x14-ebf.dtb
对于正点原子imx6ull-alpha
- 设备树文件是:内核源码目录中arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-alpha.dtb
- 对于这款板子,本教程中我们使用SD卡上的系统。
- 要更换板上的设备树文件,你可以使用SD卡启动开发板后,更换这个文件:/boot/arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-alpha.dtb
板子启动后查看设备树
- 板子启动后执行下面的命令:
# ls /sys/firmware/
devicetree fdt
- /sys/firmware/devicetree目录下是以目录结构程现的dtb文件, 根节点对应base目录, 每一个节点对应一个目录, 每一个属性对应一个文件。
- 这些属性的值如果是字符串,可以使用cat命令把它打印出来;对于数值,可以用hexdump把它打印出来。
- 还可以看到/sys/firmware/fdt文件,它就是dtb格式的设备树文件,可以把它复制出来放到ubuntu上,执行下面的命令反编译出来(-I dtb:输入格式是dtb,-O dts:输出格式是dts):
cd 板子所用的内核源码目录
./scripts/dtc/dtc -I dtb -O dts /从板子上/复制出来的/fdt -o tmp.dts
内核对设备树的处理
- 从源代码文件dts文件开始,设备树的处理过程为:
哪些设备树节点会被转换为platform_device
- A. 根节点下含有compatile属性的子节点
- B. 含有特定compatile属性的节点的子节点
- 如果一个节点的compatile属性,它的值是这4者之一:"simple-bus","simple-mfd","isa","arm,amba-bus",
- 那么它的子结点(需含compatile属性)也可以转换为platform_device。
- C. 总线I2C、SPI节点下的子节点:不转换为platform_device
- 某个总线下到子节点,应该交给对应的总线驱动程序来处理, 它们不应该被转换为platform_device。
- 比如以下的节点中:
- /mytest会被转换为platform_device, 因为它兼容"simple-bus";
- 它的子节点/mytest/mytest@0 也会被转换为platform_device
- /i2c节点一般表示i2c控制器, 它会被转换为platform_device, 在内核中有对应的platform_driver;
- /i2c/at24c02节点不会被转换为platform_device, 它被如何处理完全由父节点的platform_driver决定, 一般是被创建为一个i2c_client。
- 类似的也有/spi节点, 它一般也是用来表示SPI控制器, 它会被转换为platform_device, 在内核中有对应的platform_driver;
- 比如以下的节点中:
- /spi/flash@0节点不会被转换为platform_device, 它被如何处理完全由父节点的platform_driver决定, 一般是被创建为一个spi_device。
/ {
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>;
};
};
};
怎么转换为platform_device
- 内核处理设备树的函数调用过程,这里不去分析;我们只需要得到如下结论:
- A. platform_device中含有resource数组, 它来自device_node的reg, interrupts属性;
- B. platform_device.dev.of_node指向device_node, 可以通过它获得其他属性
platform_device如何与platform_driver配对
- 从设备树转换得来的platform_device会被注册进内核里,以后当我们每注册一个platform_driver时,它们就会两两确定能否配对,如果能配对成功就调用platform_driver的probe函数。
- 套路是一样的。
- 我们需要将前面讲过的“匹配规则”再完善一下:
- 先贴源码:
最先比较:是否强制选择某个driver
- 比较platform_device. driver_override和platform_driver.driver.name
- 可以设置platform_device的driver_override,强制选择某个platform_driver。
然后比较:设备树信息
- 比较:platform_device. dev.of_node和platform_driver.driver.of_match_table。
- 由设备树节点转换得来的platform_device中,含有一个结构体:of_node。
- 它的类型如下:
- 如果一个platform_driver支持设备树,它的platform_driver.driver.of_match_table是一个数组,类型如下:
- 使用设备树信息来判断dev和drv是否配对时,
- 首先,如果of_match_table中含有compatible值,就跟dev的compatile属性比较,若一致则成功,否则返回失败;
- 其次,如果of_match_table中含有type值,就跟dev的device_type属性比较,若一致则成功,否则返回失败;
- 最后,如果of_match_table中含有name值,就跟dev的name属性比较,若一致则成功,否则返回失败。
- 而设备树中建议不再使用devcie_type和name属性,所以基本上只使用设备节点的compatible属性来寻找匹配的platform_driver。
接下来比较:platform_device_id
- 比较platform_device. name和platform_driver.id_table[i].name,id_table中可能有多项。
- platform_driver.id_table是“platform_device_id”指针,表示该drv支持若干个device,它里面列出了各个device的{.name, .driver_data},其中的“name”表示该drv支持的设备的名字,driver_data是些提供给该device的私有数据。
最后比较:platform_device.name和platform_driver.driver.name
- platform_driver.id_table可能为空,
- 这时可以根据platform_driver.driver.name来寻找同名的platform_device。
没有转换为platform_device的节点,如何使用
- 任意驱动程序里,都可以直接访问设备树。
- 你可以使用“11.7”节中介绍的函数找到节点,读出里面的值。
内核里操作设备树的常用函数
- 内核源码中include/linux/目录下有很多of开头的头文件,of表示“open firmware”即开放固件。
内核中设备树相关的头文件介绍
- 内核源码中include/linux/目录下有很多of开头的头文件,of表示“open firmware”即开放固件。
- 设备树的处理过程是:dtb -> device_node -> platform_device
处理DTB
of_fdt.h // dtb文件的相关操作函数, 我们一般用不到,
// 因为dtb文件在内核中已经被转换为device_node树(它更易于使用)
处理device_node
of.h // 提供设备树的一般处理函数,
// 比如 of_property_read_u32(读取某个属性的u32值),
// of_get_child_count(获取某个device_node的子节点数)
of_address.h // 地址相关的函数,
// 比如 of_get_address(获得reg属性中的addr, size值)
// of_match_device (从matches数组中取出与当前设备最匹配的一项)
of_dma.h // 设备树中DMA相关属性的函数
of_gpio.h // GPIO相关的函数
of_graph.h // GPU相关驱动中用到的函数, 从设备树中获得GPU信息
of_iommu.h // 很少用到
of_irq.h // 中断相关的函数
of_mdio.h // MDIO (Ethernet PHY) API
of_net.h // OF helpers for network devices.
of_pci.h // PCI相关函数
of_pdt.h // 很少用到
of_reserved_mem.h // reserved_mem的相关函数
处理 platform_device
of_platform.h // 把device_node转换为platform_device时用到的函数,
// 比如of_device_alloc(根据device_node分配设置platform_device),
// of_find_device_by_node (根据device_node查找到platform_device),
// of_platform_bus_probe (处理device_node及它的子节点)
of_device.h // 设备相关的函数, 比如 of_match_device
platform_device相关的函数
- of_platform.h中声明了很多函数,但是作为驱动开发者,我们只使用其中的1、2个。其他的都是给内核自己使用的,内核使用它们来处理设备树,转换得到platform_device。
of_find_device_by_node
- 函数原型为:
extern struct platform_device *of_find_device_by_node(struct device_node *np);
- 设备树中的每一个节点,在内核里都有一个device_node;你可以使用device_node去找到对应的platform_device。
platform_get_resource
- 这个函数跟设备树没什么关系,但是设备树中的节点被转换为platform_device后,设备树中的reg属性、interrupts属性也会被转换为“resource”。
- 这时,你可以使用这个函数取出这些资源。
- 函数原型为:
/**
* platform_get_resource - get a resource for a device
* @dev: platform device
* @type: resource type // 取哪类资源?IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_REG
* // IORESOURCE_IRQ等
* @num: resource index // 这类资源中的哪一个?
*/
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
unsigned int type, unsigned int num);
- 对于设备树节点中的reg属性,它属性IORESOURCE_MEM类型的资源;
- 对于设备树节点中的interrupts属性,它属性IORESOURCE_IRQ类型的资源。
有些节点不会生成platform_device,怎么访问它们
- 内核会把dtb文件解析出一系列的device_node结构体,我们可以直接访问这些device_node。
- 内核源码incldue/linux/of.h中声明了device_node和属性property的操作函数,device_node和property的结构体定义如下:
找到节点
- a. of_find_node_by
- 根据路径找到节点,比如“/”就对应根节点,“/memory”对应memory节点。
- 函数原型:
static inline struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path);
- b. of_find_node_by_name
- 根据名字找到节点,节点如果定义了name属性,那我们可以根据名字找到它。
- 函数原型:
extern struct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from,
const char *name);
- 参数from表示从哪一个节点开始寻找,传入NULL表示从根节点开始寻找。
- 但是在设备树的官方规范中不建议使用“name”属性,所以这函数也不建议使用。
- c. of_find_node_by_type
- 根据类型找到节点,节点如果定义了device_type属性,那我们可以根据类型找到它。
- 函数原型:
extern struct device_node *of_find_node_by_type(struct device_node *from,
const char *type);
- 参数from表示从哪一个节点开始寻找,传入NULL表示从根节点开始寻找。
- 但是在设备树的官方规范中不建议使用“device_type”属性,所以这函数也不建议使用。
- d. of_find_compatible_node
- 根据compatible找到节点,节点如果定义了compatible属性,那我们可以根据compatible属性找到它。
- 函数原型:
extern struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from,
const char *type, const char *compat);
- 参数from表示从哪一个节点开始寻找,传入NULL表示从根节点开始寻找。
- 参数compat是一个字符串,用来指定compatible属性的值;
- 参数type是一个字符串,用来指定device_type属性的值,可以传入NULL。
- e. of_find_node_by_phandle
- 根据phandle找到节点。
- dts文件被编译为dtb文件时,每一个节点都有一个数字ID,这些数字ID彼此不同。可以使用数字ID来找到device_node。这些数字ID就是phandle。
- 函数原型:
extern struct device_node *of_find_node_by_phandle(phandle handle);
- 参数from表示从哪一个节点开始寻找,传入NULL表示从根节点开始寻找。
- f. of_get_parent
- 找到device_node的父节点。
- 函数原型:
extern struct device_node *of_get_parent(const struct device_node *node);
- 参数from表示从哪一个节点开始寻找,传入NULL表示从根节点开始寻找。
- g. of_get_next_parent
- 这个函数名比较奇怪,怎么可能有“next parent”?
- 它实际上也是找到device_node的父节点,跟of_get_parent的返回结果是一样的。
- 差别在于它多调用下列函数,把node节点的引用计数减少了1。这意味着调用of_get_next_parent之后,你不再需要调用of_node_put释放node节点。
of_node_put(node);
- 函数原型:
extern struct device_node *of_get_next_parent(struct device_node *node);
- 参数from表示从哪一个节点开始寻找,传入NULL表示从根节点开始寻找。
- h. of_get_next_child
- 取出下一个子节点。
- 函数原型:
extern struct device_node *of_get_next_child(const struct device_node *node,
struct device_node *prev);
- 参数node表示父节点;
- prev表示上一个子节点,设为NULL时表示想找到第1个子节点。
- 不断调用of_get_next_child时,不断更新pre参数,就可以得到所有的子节点。
- i. of_get_next_available_child
- 取出下一个“可用”的子节点,有些节点的status是“disabled”,那就会跳过这些节点。
- 函数原型:
struct device_node *of_get_next_available_child(const struct device_node *node,
struct device_node *prev);
- 参数node表示父节点;
- prev表示上一个子节点,设为NULL时表示想找到第1个子节点。
- j. of_get_child_by_name
- 根据名字取出子节点。
- 函数原型:
extern struct device_node *of_get_child_by_name(const struct device_node *node,
const char *name);
- 参数node表示父节点;
- name表示子节点的名字。
找到属性
- 内核源码incldue/linux/of.h中声明了device_node的操作函数,当然也包括属性的操作函数。
- a. of_find_property
- 找到节点中的属性。
- 函数原型:
extern struct property *of_find_property(const struct device_node *np,
const char *name,
int *lenp);
- 参数np表示节点,我们要在这个节点中找到名为name的属性。
- lenp用来保存这个属性的长度,即它的值的长度。
- 在设备树中,节点大概是这样:
xxx_node {
xxx_pp_name = “hello”;
};
- 上述节点中,“xxx_pp_name”就是属性的名字,值的长度是6。
获取属性的值
- a. of_get_property
- 根据名字找到节点的属性,并且返回它的值。
- 函数原型:
/*
* Find a property with a given name for a given node
* and return the value.
*/
const void *of_get_property(const struct device_node *np, const char *name,
int *lenp)
- 参数np表示节点,我们要在这个节点中找到名为name的属性,然后返回它的值。
- lenp用来保存这个属性的长度,即它的值的长度。
- b. of_property_count_elems_of_size
- 根据名字找到节点的属性,确定它的值有多少个元素(elem)。
- 函数原型:
/* of_property_count_elems_of_size - Count the number of elements in a property
*
* @np: device node from which the property value is to be read.
* @propname: name of the property to be searched.
* @elem_size: size of the individual element
*
* Search for a property in a device node and count the number of elements of
* size elem_size in it. Returns number of elements on sucess, -EINVAL if the
* property does not exist or its length does not match a multiple of elem_size
* and -ENODATA if the property does not have a value.
*/
int of_property_count_elems_of_size(const struct device_node *np,
const char *propname, int elem_size)
- 参数np表示节点,我们要在这个节点中找到名为propname的属性,然后返回下列结果:
return prop->length / elem_size;
- 在设备树中,节点大概是这样:
xxx_node {
xxx_pp_name = <0x50000000 1024> <0x60000000 2048>;
};
- 调用of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 8)时,返回值是2;
- 调用of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 4)时,返回值是4。
- c. 读整数u32/u64
- 函数原型为:
static inline int of_property_read_u32(const struct device_node *np,
const char *propname,
u32 *out_value);
extern int of_property_read_u64(const struct device_node *np,
const char *propname, u64 *out_value);
- 在设备树中,节点大概是这样:
xxx_node {
name1 = <0x50000000>;
name2 = <0x50000000 0x60000000>;
};
- 调用of_property_read_u32 (np, “name1”, &val)时,val将得到值0x50000000;
- 调用of_property_read_u64 (np, “name2”, &val)时,val将得到值0x0x6000000050000000。
- d. 读某个整数u32/u64
- 函数原型为:
extern int of_property_read_u32_index(const struct device_node *np,
const char *propname,
u32 index, u32 *out_value);
- 在设备树中,节点大概是这样:
xxx_node {
name2 = <0x50000000 0x60000000>;
};
- 调用of_property_read_u32 (np, “name2”, 1, &val)时,val将得到值0x0x60000000。
- e. 读数组
- 函数原型为:
int of_property_read_variable_u8_array(const struct device_node *np,
const char *propname, u8 *out_values,
size_t sz_min, size_t sz_max);
int of_property_read_variable_u16_array(const struct device_node *np,
const char *propname, u16 *out_values,
size_t sz_min, size_t sz_max);
int of_property_read_variable_u32_array(const struct device_node *np,
const char *propname, u32 *out_values,
size_t sz_min, size_t sz_max);
int of_property_read_variable_u64_array(const struct device_node *np,
const char *propname, u64 *out_values,
size_t sz_min, size_t sz_max);
- 在设备树中,节点大概是这样:
xxx_node {
name2 = <0x50000012 0x60000034>;
};
- 上述例子中属性name2的值,长度为8。
- 调用of_property_read_variable_u8_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)时,out_values中将会保存这8个字节: 0x12,0x00,0x00,0x50,0x34,0x00,0x00,0x60。
- 调用of_property_read_variable_u16_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)时,out_values中将会保存这4个16位数值: 0x0012, 0x5000,0x0034,0x6000。
- 总之,这些函数要么能取到全部的数值,要么一个数值都取不到;
- 如果值的长度在sz_min和sz_max之间,就返回全部的数值;否则一个数值都不返回。
- f. 读字符串
- 函数原型为:
int of_property_read_string(const struct device_node *np, const char *propname,
const char **out_string);
- 返回节点np的属性(名为propname)的值,(*out_string)指向这个值,把它当作字符串。
怎么修改设备树文件
- 一个写得好的驱动程序, 它会尽量确定所用资源。
- 只把不能确定的资源留给设备树, 让设备树来指定。
- 根据原理图确定"驱动程序无法确定的硬件资源", 再在设备树文件中填写对应内容。
- 那么, 所填写内容的格式是什么?
使用芯片厂家提供的工具
- 有些芯片,厂家提供了对应的设备树生成工具,可以选择某个引脚用于某些功能,就可以自动生成设备树节点。
- 你再把这些节点复制到内核的设备树文件里即可。
看绑定文档
- 内核文档 Documentation/devicetree/bindings/
- 做得好的厂家也会提供设备树的说明文档