簡單地學(xué)習(xí)一下設(shè)備樹的一些知識

在platform_device部分有簡單說明描述設(shè)備有兩種方法：一種是使用platform_device結(jié)構(gòu)體來指定；另一種是使用設(shè)備樹來描述。

本篇筆記我們就來簡單地學(xué)習(xí)一下設(shè)備樹的一些知識。

什么是設(shè)備樹

設(shè)備樹簡單理解就是描述設(shè)備信息（資源）的一棵樹。設(shè)備樹（Device Tree）用代碼體現(xiàn)如下：

這些代碼被保存在.dts/dtsi后綴文件中，也即設(shè)備樹源文件 DTS(DeviceTree Source)。

這些源文件同我們的C代碼一樣，并不能直接使用的，而是得經(jīng)過一個編譯過程生成機(jī)器可運(yùn)行的二進(jìn)制文件，如：

dts文件使用dtc工具編譯生成dtb文件，這個dtb文件就是內(nèi)核可以使用的文件。例如我們的板子跑起來之后，我們系統(tǒng)使用的設(shè)備樹文件就存在目錄/boot下：

Linux為什么會引入設(shè)備樹？

在上一個實驗：【Linux筆記】LED驅(qū)動實驗（總線設(shè)備驅(qū)動模型）中我們使用了platform_device結(jié)構(gòu)體來描述led設(shè)備（硬件資源）。既然已經(jīng)有了描述設(shè)備的方法了，為什么還要引入設(shè)備樹呢？

因為Linux內(nèi)核中有很多BSP（板級支持包），不同的BSP會包含著不同的描述設(shè)備的代碼（.c或.h文件）。

隨著芯片的發(fā)展，Linux內(nèi)核中就包含著越來越多這些描述設(shè)備的代碼，導(dǎo)致Linux內(nèi)核代碼會很臃腫。

這導(dǎo)致Linux之父Linus 大發(fā)雷霆："this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass"。

因此引入了設(shè)備樹文件，從而可精簡一些臃腫的C代碼。除此之外，.dts編譯生成.dtb文件的過程要比.c編譯生成驅(qū)動模塊、加載驅(qū)動模塊的過程要簡單很多，也更方便我們進(jìn)行開發(fā)。

設(shè)備樹的語法

設(shè)備樹源文件也是需要根據(jù)一定規(guī)則來編寫的，同C語言一樣，也要遵循一些語法規(guī)則。下面簡單看一下設(shè)備樹的源碼結(jié)構(gòu)及語法。

先看一個設(shè)備樹示例：

1、節(jié)點格式

label:node-name@unit-address

其中：

label：標(biāo)號

node-name：節(jié)點名字

unit-address：單元地址

label 是標(biāo)號，可以省略。label 的作用是為了方便地引用 node。比如：

可以使用下面 2 種方法來修改 uart@fe001000 這個 node：

2、屬性格式 簡單地說， properties 就是“name=value”， value 有多種取值方式。示例：

• 一個32位的數(shù)據(jù)，用尖括號包圍起來，如

interrupts=<170xc>;

• 一個64位數(shù)據(jù)（使用2個32位數(shù)據(jù)表示），用尖括號包圍起來，如：

clock-frequency=<0x000000010x00000000>;

• 有結(jié)束符的字符串，用雙引號包圍起來，如：

compatible="simple-bus";

• 字節(jié)序列，用中括號包圍起來，如：

local-mac-address=[000012345678];//每個byte使用2個16進(jìn)制數(shù)來表示
local-mac-address=[000012345678];//每個byte使用2個16進(jìn)制數(shù)來表示

• 可以是各種值的組合，用逗號隔開，如：

compatible="ns16550","ns8250";
example=<0xf00f000019>,"astrangepropertyformat";

3、一些標(biāo)準(zhǔn)屬性（1） compatible 屬性

“compatible”表示“兼容”，對于某個LED，內(nèi)核中可能有A、B、C三個驅(qū)動都支持它，那可以這樣寫：

led{
compatible=“A”,“B”,“C”;
};

內(nèi)核啟動時，就會為這個LED按這樣的優(yōu)先順序為它找到驅(qū)動程序：A、B、C。

（2）model 屬性

model屬性與compatible屬性有些類似，但是有差別。compatible屬性是一個字符串列表，表示可以你的硬件兼容A、B、C等驅(qū)動；model用來準(zhǔn)確地定義這個硬件是什么。

比如根節(jié)點中可以這樣寫：

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

它表示這個單板，可以兼容內(nèi)核中的“smdk2440”，也兼容“mini2440”。

從compatible屬性中可以知道它兼容哪些板，但是它到底是什么板？用model屬性來明確。

（3）status 屬性

status 屬性看名字就知道是和設(shè)備狀態(tài)有關(guān)的， status 屬性值也是字符串，字符串是設(shè)備的狀態(tài)信息，可選的狀態(tài)如下所示：

（4）#address-cells 和#size-cells 屬性

格式：

address-cells：address要用多少個32位數(shù)來表示；
size-cells：size要用多少個32位數(shù)來表示。

比如一段內(nèi)存，怎么描述它的起始地址和大小？

下例中，address-cells為1，所以reg中用1個數(shù)來表示地址，即用0x80000000來表示地址；size-cells為1，所以reg中用1個數(shù)來表示大小，即用0x20000000表示大?。?/p>

/{
#address-cells=<1>;
#size-cells=<1>;
memory{
reg=<0x800000000x20000000>;
};
};

（5）reg 屬性

reg屬性的值，是一系列的“address size”，用多少個32位的數(shù)來表示address和size，由其父節(jié)點的# address-cells、#size-cells決定。示例：

/dts-v1/;
/{
#address-cells=<1>;
#size-cells=<1>;
memory{
reg=<0x800000000x20000000>;
};
};

（7）name 屬性

過時了，建議不用。它的值是字符串，用來表示節(jié)點的名字。在跟platform_driver匹配時，優(yōu)先級最低。compatible屬性在匹配過程中，優(yōu)先級最高。

（8）device_type 屬性

過時了，建議不用。它的值是字符串，用來表示節(jié)點的類型。在跟platform_driver匹配時，優(yōu)先級為中。compatible屬性在匹配過程中，優(yōu)先級最高。

3、常用的節(jié)點（1）根節(jié)點

用 / 標(biāo)識根節(jié)點，如：

/dts-v1/;
/{
model="SMDK24440";
compatible="samsung,smdk2440";

#address-cells=<1>;
#size-cells=<1>;
};

（2）CPU節(jié)點

一般不需要我們設(shè)置，在 dtsi 文件中都定義好了，如：

cpus{
#address-cells=<1>;
#size-cells=<0>;

cpu0:cpu@0{
.......
}
};

（3）memory 節(jié)點

芯片廠家不可能事先確定你的板子使用多大的內(nèi)存，所以 memory 節(jié)點需要板廠設(shè)置，比如：

memory{
reg=<0x800000000x20000000>;
};

（4）chosen 節(jié)點

我們可以通過設(shè)備樹文件給內(nèi)核傳入一些參數(shù)，這要在chosen節(jié)點中設(shè)置bootargs屬性：

chosen{
bootargs="noinitrdroot=/dev/mtdblock4rwinit=/linuxrcconsole=ttySAC0,115200";
};

操作設(shè)備樹的函數(shù)

Linux 內(nèi)核給我們提供了一系列的函數(shù)來獲取設(shè)備樹中的節(jié)點或者屬性信息，這一系列的函數(shù)都有一個統(tǒng)一的前綴“of_”（“open firmware”即開放固件。），所以在很多資料里面也被叫做 OF 函數(shù)。

1、節(jié)點相關(guān)操作函數(shù) Linux 內(nèi)核使用 device_node 結(jié)構(gòu)體來描述一個節(jié)點，此結(jié)構(gòu)體定義在文件 include/linux/of.h 中，定義如下：

與查找節(jié)點有關(guān)的 OF 函數(shù)有 5 個：

（1） of_find_node_by_name 函數(shù)

of_find_node_by_name 函數(shù)通過節(jié)點名字查找指定的節(jié)點，函數(shù)原型如下：

structdevice_node*of_find_node_by_name(structdevice_node*from,
constchar*name);

（2） of_find_node_by_type 函數(shù)

of_find_node_by_type 函數(shù)通過 device_type 屬性查找指定的節(jié)點，函數(shù)原型如下：

structdevice_node*of_find_node_by_type(structdevice_node*from,constchar*type);

（3） of_find_compatible_node 函數(shù)

of_find_compatible_node 函數(shù)根據(jù) device_type 和 compatible 這兩個屬性查找指定的節(jié)點，函數(shù)原型如下：

structdevice_node*of_find_compatible_node(structdevice_node*from,constchar*type,
constchar*compatible);

（4）of_find_matching_node_and_match 函數(shù)

of_find_matching_node_and_match 函數(shù)通過 of_device_id 匹配表來查找指定的節(jié)點，函數(shù)原型如下：

structdevice_node*of_find_matching_node_and_match(structdevice_node*from,conststructof_device_id*matches,conststructof_device_id**match);

（5）of_find_node_by_path 函數(shù)

of_find_node_by_path 函數(shù)通過路徑來查找指定的節(jié)點，函數(shù)原型如下：

inlinestructdevice_node*of_find_node_by_path(constchar*path);

2、提取屬性值的 OF 函數(shù) Linux 內(nèi)核中使用結(jié)構(gòu)體 property 表示屬性，此結(jié)構(gòu)體同樣定義在文件 include/linux/of.h 中，內(nèi)容如下：

Linux 內(nèi)核也提供了提取屬性值的 OF 函數(shù) ：（1） of_find_property 函數(shù)

of_find_property 函數(shù)用于查找指定的屬性，函數(shù)原型如下：

property*of_find_property(conststructdevice_node*np,constchar*name,int*lenp);

（2）of_property_count_elems_of_size 函數(shù)

of_property_count_elems_of_size 函數(shù)用于獲取屬性中元素的數(shù)量，比如 reg 屬性值是一個數(shù)組，那么使用此函數(shù)可以獲取到這個數(shù)組的大小，此函數(shù)原型如下：

intof_property_count_elems_of_size(conststructdevice_node*np,constchar*propname,intelem_size);

（3）讀取 u8、 u16、 u32 和 u64 類型的數(shù)組數(shù)據(jù)

（4）讀取 u8、 u16、 u32 和 u64 類型屬性值

（5）of_property_read_string 函數(shù)

of_property_read_string 函數(shù)用于讀取屬性中字符串值，函數(shù)原型如下：

intof_property_read_string(structdevice_node*np,constchar*propname,constchar**out_string)

審核編輯 ：李倩