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linux设备树dts文件详解

1.什么是设备树?

(1)设备树(dt:device tree)是linux在系统引导启动阶段初始化设备时,将设备树中描述的硬件信息传递给操作系统; (2)dts(device tree source):描述设备信息的设备树源文件; (3)dtc(device tree compiler):设备树编译/反编译/调试工具; (4)dtb(device tree binary):二进制设备树镜像; (5)dtsi(device tree source include):类似于设备树文件的头文件可以使用dts文件通过include引用,dtsi文件通常描述共性部分;

2.设备树解决了什么问题?

(1)在设备驱动源代码中,分为驱动代码和设备代码。驱动代码是操作硬件的方法。设备代码是硬件资源和数据。当驱动代码与设备代码匹配时,驱动代码将被调用probe函数,probe函数利用设备代码的资源对设备进行初始化; (2)在设备树之前,设备代码直接写在核源代码中platform_device结构体的形式存在,驱动代码和设备代码也存在platform在线匹配,当需要修改设备资源时,需要修改核源代码; (3)设备树技术将设备的硬件资源信息写在设备的硬件资源上dts文件需要修改修改dts内核源码无需修改文件; (4)不使用设备树技术:核源代码将充满大量的设备硬件描述信息,导致核源代码增加,但增加的硬件描述信息代码与核功能无关; (5)采用设备树技术后:设备硬件描述信息在dts文件修改方便,但内核应增加分析dts文件格式代码;

3、设备树怎么工作

图片:dts文件格式转换

(1)驱动开发者根据硬件编写/修改dts文件使未来的驱动代码与适当的设备硬件信息相匹配; (2)编译内核时,kernel会先编译出dtc,然后再用dtc将dts文件编译成dtb; (3)uboot启动kernel内核镜像和dtb重定位内存,告诉内核dtb内存地址; (4)内部函数初期调用内部函数分析dtb,获取硬件信息后,组装成硬件函数,最后匹配驱动代码;

4.设备树源码dts解释文件格式

4.1、dts内核源码中文件的存储位置

arm架构:arch/arm/boot/dts目录中

4.2、dts文件格式简介

(1)注释/* *注意#开头没有注释 (2)分号是段落块之间的分隔符,{}和[]和<>段落块的封装符号与C语言相似 (3)/dts-v1/节点,表示dts目前版本号都是v1 (4)/{}是根节点root node,理论上只应该有一个根节点,有说法dtc会合并所有root node为同一个 (5)dts树形多节点组织,基本单元为node,除root外其他node都有parent,还可以有child

4.3、节点格式

4.3.1、格式定义

[label:] <node-name> [@<unit-address>]{   [property]   [child nodes]   [child nodes]   ... }; 

4.3.2、格式解读

(1)[]:表示该项可以省略,<>:表示不能省略; (2)[label:]:label是标签名,为了方便访问节点,以后可以直接通过&label访问节点。 (3)node-name:节点名称。根节点的名称必须是/ (4)[@unit-address]:unit-address是设备地址,比如cpu node这是0,1,reg node就是0x12010000这种;

4.3.3、示例代码

cpus { 
          /* 下面三项是cpus节点的属性 */  #address-cells = <1>;  #size-cells = <0>;  enable-method = "hisilicon,hi3516dv300";   /* 以下是子节点 */  cpu@0 { 
           device_type = "cpu";   compatible = "arm,cortex-a7";   clock-frequency = <HI3516DV300_FIXED_1000M>;   reg = <0>;  }; }; 

(1)cpus是cpu从形式上可以直观地看到父节点,cpu节点是被cpus包括节点的大括号; (2)cpus节点省略了标签名和设备地址,只有节点名称;

5、节点性分析

5.1、GPIO属性格式

/{ 
        
	gpx1:gpx1{ 
        
		controller;
		#gpio-cells=<2>;
	};
	
	key@11400c24{ 
        
		compatible="fs4412,key";
		reg=<0x11400c24 0x4>;
		intn-key=<&gpx1 2 2>;
	}
}

(1)gpio-controller:说明该节点描述的是一个gpio控制器; (2)#gpio-cells:描述gpio使用节点的属性一个cell的内容;

5.2、compatible属性格式

uart0: uart@120a0000 { 
        
	compatible = "arm,pl011", "arm,primecell";
	reg = <0x120a0000 0x1000>;
	interrupts = <0 6 4>;
	clocks = <&clock HI3516DV300_UART0_CLK>;
	clock-names = "apb_pclk";
	status = "disabled";
};

/* 在驱动中对应的结构体*/

//struct device_driver->of_match_table->compatible

struct of_device_id { 
        
	char	name[32];
	char	type[32];
	char	compatible[128];
	const void *data;
};

(1)compatible属性是用于设备节点和设备驱动匹配用的,在内核描述驱动的structdevice_driver结构体中,compatible变量中就会保存用于匹配的字符串,当设备节点和驱动的 compatible相同时就匹配成功; (2)compatible后面可以有多个字符串,优先匹配靠前的字符串,靠前的字符串匹配不上才会匹配后面的字符串;

5.3、model属性格式

/ { 
        
	model = "Tyr DEMO Board";
	compatible = "hisilicon,hi3516dv300";

	memory { 
        
		device_type = "memory";
		reg = <0x82000000 0x20000000>;
	};
};

(1)model是描述模块信息的,一般只有根节点才有,标明设备树文件对应的开发板的名称; (2)在内核的启动打印中可以看到model的值:“”;

5.4、status属性格式

&uart0 { 
        
	status = "okay";
};
状态值 含义
okey 表示设备是可操作的
disabled 表示当前不可操作,但是后续是可以更改为可操作性的
fail、failed 表示有严重错误,几乎不可能再可操作了

(1)status描述设备信息状态,在设备树文件中可以根据需求设置模块的状态,功能就是开启/关闭某个模块; (2)在dtsi文件中,默认都是关闭模块的,在开发板对应的dts文件中自己去打开需要的模块;

5.5、reg属性格式

clock: clock@12010000 { 
        
	compatible = "hisilicon,hi3516dv300-clock";
	#address-cells = <1>; /* 表示reg里面的数据address占用一个字长*/
	#size-cells = <1>; /* 表示reg里面的数据size占用一个字长,注意字长不是字节*/
	#clock-cells = <1>;
	#reset-cells = <2>;
	reg = <0x12010000 0x1000>;	/*起始地址是0x12010000,长度是0x1000*/
};

(1)reg属性:配置某个硬件模块对应的地址范围信息; (2)#address-cells属性:表示reg里面的数据address占用的字长,注意字长不是字节; (3)#size-cells:表示reg里面的数据size占用的字长,注意字长不是字节; (4)reg = <address1 length1 address2 length2 …>:address一般用来表示起始地址,length一般表示持续长度;

5.6、中断属性格式

gic: interrupt-controller@10300000 { 
        
	compatible = "arm,cortex-a7-gic";
	#interrupt-cells = <3>; /*表示interrupts用三个cell来描述中断*/
	#address-cells = <0>;
	interrupt-controller;	/*标明gic节点是中断控制器*/
	/* gic dist base, gic cpu base , no virtual support */
	reg = <0x10301000 0x1000>, <0x10302000 0x100>;
 };
	
ipcm: ipcm@045E0000 { 
        
	compatible = "hisilicon,ipcm-interrupt";
	interrupt-parent = <&gic>;	/*父节点是gic节点*/
	interrupts = <0 10 4>;	/*<中断域 中断 触发方式>*/
	reg = <0x10300000 0x4000>;	
	status = "okay";
};

(1)interrupt-controller:无值属性,表示这是个中断控制器node (2)#interrupt-cells:这是中断控制器节点的属性,用来标识这个控制器需要几个cell做中断描述符 (3)interrupt-parent:标识此设备节点属于哪一个中断控制器,如果没有这个属性,会自动依附父节点 (4)interrupts :一个中断标识符列表,表示每一个中断输出信号

6、特殊节点

6.1、chosen子节点

6.1.1、chosen子节点功能介绍

chosen { 
        
	stdout-path = "serial0:115200n8";
};

(1)chosen子节点不对应真实的设备,是用来描述内核启动参数的,对应于uboot启动内核时传递的bootargs参数; (2)上面是摘抄的内核dts文件中的chosen子节点,里面只设置了stdout-path属性,也就是把输出设置成串口0,波特率是115200; (3)dts文件中设置的属性会被覆盖点,具体就是uboot在启动内核时,会将bootargs启动参数转换成chosen子节点的属性,替换掉dts文件中设置的属性;

6.1.2、chosen子节点在内核中的体现

~ # ls /proc/device-tree/chosen/
bootargs  name
~ # 
~ # cat /proc/device-tree/chosen/bootargs 
mem=1408M console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p7 rootfstype=squashfs rootwait
~ # 
~ # cat /proc/device-tree/chosen/name 
chosen
~ # 

6.2、aliases子节点

	aliases { 
        
		serial0 = &uart0;
		gpio0 = &gpio_chip0;
		gpio1 = &gpio_chip1;
		gpio2 = &gpio_chip2;
		······
	};

aliases就是别名的意思,aliases节点主要功能就是给节点定义别名,为了方便访问节点。不过我们在节点命名的时候可以加上label标签,直接通过&label引用标签来访问也很方便,aliases节点内部其实也是通过引用标签名来定义别名;

7、节点相关操作

7.1、节点引用和内容替换

gpio_chip1: gpio_chip@120d1000 { 
        
	compatible = "arm,pl061", "arm,primecell";
	reg = <0x120d1000 0x1000>;
	interrupts = <0 17 4>;
	clocks = <&clock  HI3516DV300_SYSAPB_CLK>;
	clock-names = "apb_pclk";
	#gpio-cells = <2>;
	status = "disabled";
};

/*引用gpio_chip1节点*/
&gpio_chip1 { 
        
	status = "okay";	/*替换status属性内容*/
};

对于已经定义好的节点,我们通过引用节点的方式,重新定义某些属性,效果上看就是替换掉某些属性的值;

7.2、合并节点内容

/{ 
        
	node{ 
        
		key1=value1;
	}
}

/{ 
        
	node{ 
        
		key2=value2;
	}
}

//合并的结果
/{ 
        
	node{ 
        
		key1=value1;
		key2=value2;
	}
}

有时候我们需要增加硬件描述的信息,这时候就可以在后面创新定义该节点,最后解析的时候会把同名节点不同的部分进行合并;

标签: 120a单相固态继电器mgr

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