Linux DTS(Device Tree Source)設備樹詳解之二(dts匹配及發揮作用的流程篇)
一個dts文件確定一個項目,多個項目可以包含同一個dtsi文件。找到該項目對應的dts文件即找到了該設備樹的根節點
kernel\arch\arm\boot\dts\qcom\sdm630-mtp.dts
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/dts-v1/;
#include "sdm630.dtsi"
#include "sdm630-mtp.dtsi"
//#include "sdm660-external-codec.dtsi"
#include "sdm660-internal-codec.dtsi"
#include "synaptics-dsx-i2c.dtsi"
/ {
model = "Qualcomm Technologies, Inc. SDM 630 PM660 + PM660L MTP";
compatible = "qcom,sdm630-mtp", "qcom,sdm630", "qcom,mtp";
qcom,board-id = <8 0>;
qcom,pmic-id = <0x0001001b 0x0101011a 0x0 0x0>,
<0x0001001b 0x0201011a 0x0 0x0>;
};
&tavil_snd {
qcom,msm-mbhc-moist-cfg = <0>, <0>, <3>;
};
當然devicetree的根節點也是需要和板子進行匹配的,這個匹配信息存放在sbl(second boot loader)中, 對應dts文件中描述的board-id(上面代碼中的qcom,board-id屬性),通過共享內存傳遞給bootloader, 由bootloader將此board-id匹配dts文件(devicetree的根節點文件),將由dtc編譯後的dts文件(dtb文件)加載到內存, 然後在kernel中展開dts樹,並且掛載dts樹上的所有設備。
(ps:cat /proc/cmdline 查看cmdline)
Dts中相關符號的含義
/ - 根節點
@ - 如果設備有地址,則由此符號指定
& - 引用節點
: - 冒號前的label是爲了方便引用給節點起的別名,此label一般使用爲&label
, - 屬性名稱中可以包含逗號。如compatible屬性的名字 組成方式爲”[manufacturer], [model]”,加入廠商名是爲了避免重名。自定義屬性名中通常也要有廠商名,並以逗號分隔。
# - #並不表示註釋。如 #address-cells ,#size-cells 用來決定reg屬性的格式。
- 空屬性並不一定表示沒有賦值。如 interrupt-controller 一個空屬性用來聲明這個node接收中斷信號數據類型
”” - 引號中的爲字符串,字符串數組:”strint1”,”string2”,”string3”
< > - 尖括號中的爲32位整形數字,整形數組<12 3 4>
[ ] - 方括號中的爲32位十六進制數,十六機制數據[0x11 0x12 0x13] 其中0x可省略
DTS中幾個難理解的屬性的解釋
地址
設備的地址特性根據一下幾個屬性來控制:
reg #address-cells #size-cells
reg意爲region,區域。格式爲:
reg = <address1length1 [address2 length2] [address3 length3]>;
父類的address-cells和size-cells決定了子類的相關屬性要包含多少個cell,如果子節點有特殊需求的話,可以自己再定義,這樣就可以擺脫父節點的控制。
address-cells決定了address1/2/3包含幾個cell,size-cells決定了length1/2/3包含了幾個cell。本地模塊例如:
spi@10115000{
compatible = "arm,pl022";
reg = <0x10115000 0x1000 >;
};
位於0x10115000的SPI設備申請地址空間,起始地址爲0x10115000,長度爲0x1000,即屬於這個SPI設備的地址範圍是0x10115000~0x10116000
實際應用中,有另外一種情況,就是通過外部芯片片選激活模塊。例如,掛載在外部總線上,需要通過片選線工作的一些模塊:
external-bus{
#address-cells = <2>
#size-cells = <1>;
ethernet@0,0 {
compatible = "smc,smc91c111";
reg = <0 0 0x1000>;
};
i2c@1,0 {
compatible ="acme,a1234-i2c-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
reg = <1 0 0x1000>;
rtc@58 {
compatible ="maxim,ds1338";
reg = <58>;
};
};
flash@2,0 {
compatible ="samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";
reg = <2 0 0x4000000>;
};
};
external-bus使用兩個cell來描述地址,一個是片選序號,另一個是片選序號上的偏移量。而地址空間長度依然用一個cell來描述。 所以以上的子設備們都需要3個cell來描述地址空間屬性——片選、偏移量、地址長度。在上個例子中,有一個例外,就是i2c控制器模塊下的rtc模塊。 因爲I2C設備只是被分配在一個地址上,不需要其他任何空間,所以只需要一個address的cell就可以描述完整,不需要size-cells。
當需要描述的設備不是本地設備時,就需要描述一個從設備地址空間到CPU地址空間的映射關係,這裏就需要用到ranges屬性。還是以上邊的external-bus舉例:
#address-cells= <1>;
#size-cells= <1>;
...
external-bus{
#address-cells = <2>
#size-cells = <1>;
ranges = <0 0 0x10100000 0x10000 // Chipselect 1,Ethernet
1 0 0x10160000 0x10000 // Chipselect 2, i2c controller
2 0 0x30000000 0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash
};
ranges屬性爲一個地址轉換表。表中的每一行都包含了子地址、父地址、在子地址空間內的區域大小。他們的大小(包含的cell) 分別由子節點的address-cells的值、父節點的address-cells的值和子節點的size-cells來決定。以第一行爲例:
- 0 0 兩個cell,由子節點external-bus的address-cells=<2>決定;
- 0x10100000 一個cell,由父節點的address-cells=<1>決定;
- 0x10000 一個cell,由子節點external-bus的size-cells=<1>決定。
最終第一行說明的意思就是:片選0,偏移0(選中了網卡),被映射到CPU地址空間的0x10100000~0x10110000中,地址長度爲0x10000。
中斷
描述中斷連接需要四個屬性:
- interrupt-controller 一個空屬性用來聲明這個node接收中斷信號;
- #interrupt-cells 這是中斷控制器節點的屬性,用來標識這個控制器需要幾個單位做中斷描述符;
- interrupt-parent 標識此設備節點屬於哪一個中斷控制器,如果沒有設置這個屬性,會自動依附父節點的;
- interrupts 一箇中斷標識符列表,表示每一箇中斷輸出信號。
如果有兩個,第一個是中斷號,第二個是中斷類型,如高電平、低電平、邊緣觸發等觸發特性。對於給定的中斷控制器,應該仔細閱讀相關文檔來確定其中斷標識該如何解析。一般如下:
二個cell的情況
第一個值: 該中斷位於他的中斷控制器的索引;
第二個值:觸發的type
固定的取值如下:
1 = low-to-high edge triggered 2 = high-to-low edge triggered 4 = active high level-sensitive 8 = active low level-sensitive
三個cell的情況
第一個值:中斷號
第二個值:觸發的類型
第三個值:優先級,0級是最高的,7級是最低的;其中0級的中斷系統當做 FIQ處理。
其他
除了以上規則外,也可以自己加一些自定義的屬性和子節點,但是一定要符合以下的幾個規則:
1. 新的設備屬性一定要以廠家名字做前綴,這樣就可以避免他們會和當前的標準屬性存在命名衝突問題;
2. 新加的屬性具體含義以及子節點必須加以文檔描述,這樣設備驅動開發者就知道怎麼解釋這些數據了。描述文檔中 必須特別說明compatible的value的意義,應該有什麼屬性,可以有哪個(些)子節點,以及這代表了什麼設備。每個獨立的compatible都應該由單獨的解釋。
新添加的這些要發送到devicetree-discuss\@lists.ozlabs.org郵件列表中進行review,並且檢查是否會在將來引發其他的問題。
DTS設備樹描述文件中什麼代表總線,什麼代表設備
一個含有compatible屬性的節點就是一個設備。包含一組設備節點的父節點即爲總線。
由DTS到device_register的過程
dts描述的設備樹是如何通過register_device進行設備掛載的呢?我們來進行一下代碼分析
在arch/arm/mach-**/**.c找到DT_MACHINE_START 和 MACHINE_END 宏, 如下:
DT_MACHINE_START(******_DT, "************* SoC (Flattened DeviceTree)")
.atag_offset = 0x100,
.dt_compat =******_dt_compat, // 匹配dts
.map_io =******_map_io, // 板級地址內存映射, linux mmu
.init_irq =irqchip_init, // 板級中斷初始化.
.init_time =******_timer_and_clk_init, // 板級時鐘初始化,如ahb,apb等
.init_machine = ******_dt_init, // 這裏是解析dts文件入口.
.restart =******_restart, // 重啓, 看門狗寄存器相關可以在這裏設置
MACHINE_END
其中.dt_compat = **_dt_compat 這個結構體是匹配是哪個dts文件, 如:
static const char * const ******_dt_compat[] = {
"******,******-soc",
NULL
};
這個”**,**-soc” 字符串可以在我們的dts的根節點下可以找到.
好了, 我們來看看init_machine = **_dt_init 這個回調函數.
arch/arm/mach-xxx/xxx.c :
void __init xxxxx_dt_init(void)
xxxxx_dt_init(void) –> of_platform_populate(NULL,of_default_bus_match_table, NULL, NULL); of_default_bus_match_table 這個是structof_device_id的全局變量.
const struct of_device_id of_default_bus_match_table[] = {
{ .compatible = "simple-bus",},
#ifdef CONFIG_ARM_AMBA
{ .compatible = "arm,amba-bus",},
#endif /* CONFIG_ARM_AMBA */
{} /* Empty terminated list */
};
我們設計dts時, 把一些需要指定寄存器基地址的設備放到以compatible = “simple-bus”爲匹配項的設備節點下. 下面會有介紹爲什麼.
drivers/of/platform.c :
int of_platform_populate(…)–> of_platform_bus_create(…)
// 在這之前, 會有of_get_property(bus,”compatible”, NULL) // 檢查是否有compatible, 如果沒有, 返回, 繼續下一個, 也就是說沒有compatible, 這個設備不會被註冊
for_each_child_of_node(root, child) {
printk("[%s %s %d]child->name = %s, child->full_name = %s\n", __FILE__, __func__,__LINE__, child->name, child->full_name);
rc = of_platform_bus_create(child,matches, lookup, parent, true);
if (rc)
break;
}
論詢dts根節點下的子設備, 每個子設備都要of_platform_bus_create(…); 全部完成後, 通過 of_node_put(root);釋放根節點, 因爲已經處理完畢;
drivers/of/platform.c : of_platform_bus_create(bus, …)
dev = of_platform_device_create_pdata(bus, bus_id,platform_data, parent); // 我們跳到 3-1步去運行
if (!dev || !of_match_node(matches, bus)) // 就是匹配
// dt_compat = ******_dt_compat, 也就是 compatible = "simple-bus",
// 如果匹配成功, 以本節點爲父節點, 繼續輪詢本節點下的所有子節點
return 0;
for_each_child_of_node(bus, child) {
pr_debug(" create child:%s\n", child->full_name);
rc = of_platform_bus_create(child,matches, lookup, &dev->dev, strict); // dev->dev以本節點爲父節點, 我們跳到 3-2-1步去運行
if (rc) {
of_node_put(child);
break;
}
}
drivers/of/platform.c : of_platform_device_create_pdata(…)
if (!of_device_is_available(np)) // 查看節點是否有效, 如果節點有'status'屬性, 必須是okay或者是ok, 纔是有效, 沒有'status'屬性, 也有效
return NULL;
dev = of_device_alloc(np, bus_id, parent); // alloc設備, 設備初始化. 返回dev, 所有的設備都可認爲是platform_device, 跳到3-1-1看看函數做了什麼事情
if (!dev)
return NULL;
#if defined(CONFIG_MICROBLAZE)
dev->archdata.dma_mask = 0xffffffffUL;
#endif
dev->dev.coherent_dma_mask =DMA_BIT_MASK(32); // dev->dev 是 struct device. 繼續初始化
dev->dev.bus =&platform_bus_type; //
dev->dev.platform_data =platform_data;
printk("[%s %s %d] of_device_add(device register)np->name = %s\n", __FILE__, __func__, __LINE__, np->name);
if (of_device_add(dev) != 0){ // 註冊device,of_device_add(...) --> device_add(...) // This is part 2 ofdevice_register()
platform_device_put(dev);
return NULL;
}
3-1-1. drivers/of/platform.c : of_device_alloc(…)
- alloc platform_device *dev
- 如果有reg和interrupts的相關屬性, 運行of_address_to_resource 和of_irq_to_resource_table, 加入到dev->resource
dev->num_resources = num_reg +num_irq; dev->resource = res; for (i = 0; i < num_reg; i++, res++) { rc = of_address_to_resource(np,i, res); /*printk("[%s %s %d] res->name = %s, res->start = 0x%X, res->end =0x%X\n", __FILE__, __func__, __LINE__, res->name, res->start,res->end); */ WARN_ON(rc); } WARN_ON(of_irq_to_resource_table(np, res,num_irq) != num_irq);
- dev->dev.of_node = of_node_get(np);
- // 這個node屬性裏有compatible屬性, 這個屬性從dts來, 後續driver匹配device時, 就是通過這一屬性進匹配
- // 我們可以通過添加下面一句話來查看compatible.
- // printk(“[%s %s %d]bus->name = %s, of_get_property(…) = %s\n”, __FILE__, __func__,__LINE__, np->name, (char*)of_get_property(np, “compatible”,NULL));
- // node 再給dev, 後續給驅動註冊使用.
- 運行 of_device_make_bus_id 設定device的名字, 如: soc.2 或 ac000000.serial 等
3-2. drivers/of/platform.c :
以 compatible = “simple-bus”的節點的子節點都會以這個節點作爲父節點在這步註冊設備. 至此從dts文件的解析到最終調用of_device_add進行設備註冊的過程就比較清晰了
查看掛載上的所有設備
cd /sys/devices/ 查看註冊成功的設備 對應devicetree中的設備描述節點^-^