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嵌入式linux/鸿蒙开发板(IMX6ULL)开发(三十一)驱动进化之路:设备树的引入及简明教程

时间:2023-04-27 18:40:11

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嵌入式linux/鸿蒙开发板(IMX6ULL)开发(三十一)驱动进化之路:设备树的引入及简明教程

文章目录

1.驱动进化之路:设备树的引入及简明教程1.1 设备树的引入与作用1.2 设备树的语法1.2.1 Devicetree格式1.2.1.1 DTS文件的格式1.2.1.2 node的格式1.2.1.3 properties的格式1.2.2 dts文件包含dtsi文件1.2.3 常用的属性1.2.3.1 #address-cells、#size-cells1.2.3.2 compatible1.2.3.3 model1.2.3.4 status1.2.3.5 reg1.2.3.6 name(过时了,建议不用)1.2.3.7 device_type(过时了,建议不用)1.2.4 常用的节点(node)1.2.4.1 根节点1.2.4.2 CPU节点1.2.4.3 memory节点1.2.4.4 chosen节点1.3 编译、更换设备树1.3.1 在内核中直接make1.3.2 手工编译1.3.3 给开发板更换设备树文件1.3.3.4 对于百问网使用QEMU模拟的IMX6ULL板子1.3.3.5 对于野火imx6ull-pro1.3.4 板子启动后查看设备树1.4 内核对设备树的处理1.4.1 dtb中每一个节点都被转换为device_node结构体1.4.2 哪些设备树节点会被转换为platform_device1.4.3 怎么转换为platform_device1.5 platform_device如何与platform_driver配对1.5.1 最先比较:是否强制选择某个driver1.5.2 然后比较:设备树信息1.5.3 接下来比较:platform_device_id1.5.4 最后比较:platform_device.name和platform_driver.driver.name1.5.5 一个图概括所有的配对过程1.6 没有转换为platform_device的节点,如何使用1.7 内核里操作设备树的常用函数1.7.1 内核中设备树相关的头文件介绍1.7.1.1 处理DTB1.7.1.2 处理device_node1.7.1.3 处理 platform_device1.7.2 platform_device相关的函数11.7.2.1 of_find_device_by_node1.7.2.2 platform_get_resource1.7.3 有些节点不会生成platform_device,怎么访问它们1.7.3.1 找到节点1.7.3.2 找到属性1.7.3.3 获取属性的值1.8 怎么修改设备树文件1.8.1 使用芯片厂家提供的工具1.8.2 看绑定文档1.8.3 参考同类型单板的设备树文件1.8.4 网上搜索1.8.5 实在没办法时, 只能去研究驱动源码

1.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):链接

内核文档:Documentation/devicetree/booting-without-of.txt

韦老师录制“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:链接

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。

1.1 设备树的引入与作用

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GPIOA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。

1.2 设备树的语法

为什么叫“树”?

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:

1.2.1 Devicetree格式

1.2.1.1 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]};

1.2.1.2 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”;};

1.2.1.3 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. Anull-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";

1.2.2 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"/ {……};

1.2.3 常用的属性

1.2.3.1 #address-cells、#size-cells

cell指一个32位的数值,address-cellsaddress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>;};};

1.2.3.2 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。

1.2.3.3 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”。

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。

1.2.3.4 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";};

1.2.3.5 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“addresssize”,用多少个32位的数来表示addresssize,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>;};};

1.2.3.6 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。

1.2.3.7 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。

1.2.4 常用的节点(node)

1.2.4.1 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

1.2.4.2 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 {.......}};

1.2.4.3 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>;};

1.2.4.4 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";};

1.3 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。

1.3.1 在内核中直接make

设置ARCHCROSS_COMPILEPATH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,或是链接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。

1.3.2 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

1.3.3 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,或是链接中各个板子的页面里,都有说明。

基本方法都是:设置ARCHCROSS_COMPILEPATH这三个环境变量后,在内核源码目录中执行:

make dtbs

1.3.3.4 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。

1.3.3.5 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

1.3.4 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

1.4 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:

dts在PC机上被编译为dtb文件;

u-bootdtb文件传给内核;

③内核解析dtb文件,把每一个节点都转换为device_node结构体;

④对于某些device_node结构体,会被转换为platform_device结构体。

1.4.1 dtb中每一个节点都被转换为device_node结构体

根节点被保存在全局变量of_root中,从of_root开始可以访问到任意节点。

1.4.2 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;

/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>;};};};

1.4.3 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_nodereg, interrupts属性;

B.platform_device.dev.of_node指向device_node, 可以通过它获得其他属性

1.5 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_driverprobe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:

1.5.1 最先比较:是否强制选择某个driver

比较platform_device.driver_overrideplatform_driver.driver.name

可以设置platform_devicedriver_override,强制选择某个platform_driver

1.5.2 然后比较:设备树信息

比较:platform_device. dev.of_nodeplatform_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devdrv是否配对时,

首先,如果of_match_table中含有compatible值,就跟devcompatile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devdevice_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devname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_typename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

1.5.3 接下来比较:platform_device_id

比较platform_device.nameplatform_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。

1.5.4 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。

1.5.5 一个图概括所有的配对过程

概括出了这个图:

1.6 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。 你可以使用下面1.7中介绍的函数找到节点,读出里面的值。

1.7 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。

1.7.1 内核中设备树相关的头文件介绍

设备树的处理过程是:dtb -> device_node -> platform_device。

1.7.1.1 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)

1.7.1.2 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) APIof_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

1.7.1.3 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

1.7.2 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

11.7.2.1 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

1.7.2.2 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,它对应IORESOURCE_MEM类型的资源;

对于设备树节点中的interrupts属性,它对应IORESOURCE_IRQ类型的资源。

1.7.3 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_nodeproperty的结构体定义如下:

1.7.3.1 找到节点

a. of_find_node_by_path

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。

1.7.3.2 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。

1.7.3.3 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_minsz_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。

1.8 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?

1.8.1 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。

1.8.2 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

1.8.3 参考同类型单板的设备树文件

1.8.4 网上搜索

1.8.5 实在没办法时, 只能去研究驱动源码

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