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Linux 驱动

四十三、Linux设备树

43.1 DTS、DTB 和 DTC

DTS 是设备树源码文件

DTB 是将DTS 编译以后得到的二进制文件。
DTC 工具将.dts 编译为.dtb

 43.2 DTS语法

43.2.1 .dtsi 头文件

        在.dts 设备树文件中,可以通过“#include”来引用.h、.dtsi 和.dts 文件。                                        一般.dtsi 文件用于描述 SOC 的内部外设信息,比如 CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围,比如 UART、IIC 等等。

43.2.2 设备节点

        设备树是采用树形结构来描述板子上的设备信息的文件,每个设备都是一个节点,叫做设
备节点,每个节点都通过一些属性信息来描述节点信息,属性就是键 —值对。

# 设备树模板
/ {aliases {can0 = &flexcan1;};cpus {#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;cpu0: cpu@0 {compatible = "arm,cortex-a7";device_type = "cpu";reg = <0>;};};intc: interrupt-controller@00a01000 {compatible = "arm,cortex-a7-gic";#interrupt-cells = <3>;interrupt-controller;reg = <0x00a01000 0x1000>,<0x00a02000 0x100>;};
}

         “/”是根节点,每个设备树文件只有一个根节点。aliases、cpus 和 intc 是三个子节点,在设备树中节点命名格式如下:

label: node-name@unit-address

        其中“node-name”是节点名字,为 ASCII 字符串,节点名字应该能够清晰的描述出节点的功能,比如“uart1”就表示这个节点是 UART1 外设。
        “unit-address”一般表示设备的地址或寄存器首地址,如果某个节点没有地址或者是寄存器的话“unit-address”可以不要,比如“cpu@0”、“interrupt-controller@00a01000”。“:”前面的是节点标签(label)。引入 label 的目的就是为了方便访问节点,可以直接通过&label 来访问这个节点,比如通过&cpu0 就可以访问“cpu@0”这个节点,而不需要输入完整的节点名字。

        每个节点都有不同属性,不同的属性又有不同的内容,属性都是键值对,值可以为空或任
意的字节流。设备树源码中常用的几种数据形式如下所示:
①、字符串

compatible = "arm,cortex-a7";
上述代码设置 compatible 属性的值为字符串“arm,cortex-a7”。

②、32 位无符号整数

reg = <0>;
上述代码设置 reg 属性的值为 0,reg 的值也可以设置为一组值,比如:reg = <0 0x123456 100>;

③、字符串列表

属性值也可以为字符串列表,字符串和字符串之间采用“,”隔开,如下所示:
compatible = "fsl,imx6ull-gpmi-nand", "fsl, imx6ul-gpmi-nand";
上述代码设置属性 compatible 的值为“fsl,imx6ull-gpmi-nand”和“fsl, imx6ul-gpmi-nand”。

43.2.3 标准属性

        节点是由一堆的属性组成,节点都是具体的设备,不同的设备需要的属性不同,用户可以
自定义属性。除了用户自定义属性,有很多属性是标准属性,Linux 下的很多外设驱动都会使用
这些标准属性,本节我们就来学习一下几个常用的标准属性。

1、compatible 属性

        compatible 属性也叫做“兼容性”属性。compatible 属性的值是一个字符串列表,compatible 属性用于将设备和驱动绑定起来。字符串列表用于选择设备所要使用的驱动程序,compatible 属性的值格式如下所示:

"manufacturer,model"

        其中 manufacturer 表示厂商,model 一般是模块对应的驱动名字。
        一般驱动程序文件都会有一个 OF 匹配表,此 OF 匹配表保存着一些 compatible 值,如果设
备节点的 compatible 属性值和 OF 匹配表中的任何一个值相等,那么就表示设备可以使用这个
驱动。

2、model 属性

model 属性值也是一个字符串,一般 model 属性描述设备模块信息,比如名字什么的,比如:

model = "wm8960-audio";
3、status 属性

        status 属性看名字就知道是和设备状态有关的,status 属性值也是字符串,字符串是设备的状态信息,可选的状态如表 43.3.3.1 所示:

表 43.3.3.1 status 属性值表

描述
“okay”表明设备是可操作的。
“disabled”表明设备当前是不可操作的,但是在未来可以变为可操作的,比如热插拔设备
插入以后。至于 disabled 的具体含义还要看设备的绑定文档。
“fail”表明设备不可操作,设备检测到了一系列的错误,而且设备也不大可能变得可
操作。
“fail-sss”含义和“fail”相同,后面的 sss 部分是检测到的错误内容。
4、#address-cells 和#size-cells 属性

        这两个属性的值都是无符号 32 位整形,#address-cells 和#size-cells 这两个属性可以用在任何拥有子节点的设备中,用于描述子节点的地址信息。 #address-cells 属性值决定了子节点 reg 属
性中地址信息所占用的字长(32 位),#size-cells 属性值决定了子节点 reg 属性中长度信息所占的字长(32 位)。#address-cells 和#size-cells 表明了子节点应该如何编写 reg 属性值,一般 reg 属性都是和地址有关的内容,和地址相关的信息有两种:起始地址和地址长度,reg 属性的格式一为:

reg = <address1 length1 address2 length2 address3 length3……>

        每个“address length”组合表示一个地址范围,其中 address 是起始地址,length 是地址长度,#address-cells 表明 address 这个数据所占用的字长,#size-cells 表明 length 这个数据所占用
的字长,比如:

# 示例代码 43.3.3.2 #address-cells 和#size-cells 属性
spi4 {compatible = "spi-gpio";#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;gpio_spi: gpio_spi@0 {compatible = "fairchild,74hc595";reg = <0>;};
};aips3: aips-bus@02200000 {compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;dcp: dcp@02280000 {compatible = "fsl,imx6sl-dcp";reg = <0x02280000 0x4000>;};
};

        第 3,4 行,节点 spi4 的#address-cells = <1>,#size-cells = <0>,说明 spi4 的子节点 reg 属性中起始地址所占用的字长为 1,地址长度所占用的字长为 0。
        第 8 行,子节点 gpio_spi: gpio_spi@0 的 reg 属性值为 <0>,因为父节点设置了#address-
cells = <1>,#size-cells = <0>,因此 addres=0,没有 length 的值,相当于设置了起始地址,而没有设置地址长度。
        第 14,15 行,设置 aips3: aips-bus@02200000 节点#address-cells = <1>,#size-cells = <1>,说明 aips3: aips-bus@02200000 节点起始地址长度所占用的字长为 1,地址长度所占用的字长也为 1。
        第 19 行,子节点 dcp: dcp@02280000 的 reg 属性值为<0x02280000 0x4000>,因为父节点设置了#address-cells = <1>,#size-cells = <1>,address= 0x02280000,length= 0x4000,相当于设置了起始地址为 0x02280000,地址长度为 0x40000。

5、reg 属性

        reg 属性前面已经提到过了,reg 属性的值一般是(address,length)对。reg 属性一般用于描
述设备地址空间资源信息,一般都是某个外设的寄存器地址范围信息,比如在 imx6ull.dtsi 中有
如下内容:

# 示例代码 43.3.3.3 uart1 节点信息
uart1: serial@02020000 {compatible = "fsl,imx6ul-uart","fsl,imx6q-uart", "fsl,imx21-uart";reg = <0x02020000 0x4000>;interrupts = <GIC_SPI 26 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;clocks = <&clks IMX6UL_CLK_UART1_IPG>,<&clks IMX6UL_CLK_UART1_SERIAL>;clock-names = "ipg", "per";status = "disabled";
};

        上述代码是节点 uart1, uart1 节点描述了 I.MX6ULL 的 UART1 相关信息,重点是 reg 属性。其中 uart1 的父节点 aips1: aips-bus@02000000 设置了#address-cells = <1>、#size-cells = <1>,因此 reg 属性中 address=0x02020000, length=0x4000。查阅《I.MX6ULL 参考手册》可知,I.MX6ULL 的 UART1 寄存器首地址为 0x02020000,但是 UART1 的地址长度(范围)并没有 0x4000 这么多,这里我们重点是获取 UART1 寄存器首地址。

6、ranges 属性

        ranges 属性值可以为空或者按照(child-bus-address,parent-bus-address,length)格式编写的数字矩阵,ranges 是一个地址映射/转换表,ranges 属性每个项目由子地址、父地址和地址空间长度
这三部分组成:
        child-bus-address:子总线地址空间的物理地址,由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。
        parent-bus-address:父总线地址空间的物理地址,同样由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。
        length:子地址空间的长度,由父节点的#size-cells 确定此地址长度所占用的字长。
        如果 ranges 属性值为空值,说明子地址空间和父地址空间完全相同,不需要进行地址转换,
对于我们所使用的 I.MX6ULL 来说,子地址空间和父地址空间完全相同,因此会在 imx6ull.dtsi中找到大量的值为空的 ranges 属性,如下所示:

# 示例代码 43.3.3.4 imx6ull.dtsi 文件代码段soc {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;compatible = "simple-bus";interrupt-parent = <&gpc>;ranges;
......
}

        第 142 行定义了 ranges 属性,但是 ranges 属性值为空。
        ranges 属性不为空的示例代码如下所示:

# 示例代码 43.3.3.5 ranges 属性不为空
soc {compatible = "simple-bus";#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;ranges = <0x0 0xe0000000 0x00100000>;serial {device_type = "serial";compatible = "ns16550";reg = <0x4600 0x100>;clock-frequency = <0>;interrupts = <0xA 0x8>;interrupt-parent = <&ipic>;};
};

        第 5 行,节点 soc 定义的 ranges 属性,值为<0x0 0xe0000000 0x00100000>,此属性值指定了一个 1024KB(0x00100000)的地址范围,子地址空间的物理起始地址为 0x0,父地址空间的物
理起始地址为 0xe0000000。
        第 10 行,serial 是串口设备节点,reg 属性定义了 serial 设备寄存器的起始地址为 0x4600,
寄存器长度为 0x100。经过地址转换,serial 设备可以从 0xe0004600 开始进行读写操作,0xe0004600=0x4600+0xe0000000。

7、name 属性

        name 属性值为字符串,name 属性用于记录节点名字,name 属性已经被弃用,不推荐使用
name 属性,一些老的设备树文件可能会使用此属性。

8、device_type 属性

        device_type 属性值为字符串,IEEE 1275 会用到此属性,用于描述设备的 FCode,但是设备树没有 FCode,所以此属性也被抛弃了。此属性只能用于 cpu 节点或者 memory 节点。imx6ull.dtsi 的 cpu0 节点用到了此属性,内容如下所示:

# 示例代码 43.3.3.6 imx6ull.dtsi 文件代码段
cpu0: cpu@0 {compatible = "arm,cortex-a7";device_type = "cpu";reg = <0>;
......
};

...................待续
 


http://www.mrgr.cn/news/75209.html

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