站长工具黄,西安房产网站大全,郑州防疫新闻,人力资源公司起名大全设备树#xff08;DTS:device tree source#xff09;#xff0c;字面意思就是一块电路板上设备如上图中CPU、DDR、I2C、GPIO、SPI等#xff0c;按照树形结构描绘成的一棵树。按照策略和功能分离的思路#xff0c;就是驱动代码#xff08;功能#xff09;和设备树DTS配置…
设备树DTS:device tree source字面意思就是一块电路板上设备如上图中CPU、DDR、I2C、GPIO、SPI等按照树形结构描绘成的一棵树。按照策略和功能分离的思路就是驱动代码功能和设备树DTS配置文件策略分开来进行设计这样针对不同的电路板Linux驱动代码就不用动了只需要改改DTS就可以DTS中的配置会决定哪些驱动去运行。 Linux相关知识在嵌入式领域中很重要要学习可以找一个能运行Linux代码的环境最好有一个开发板也可以用qemu在ubuntu上运行。
1. 设备树起源 在Linux 2.6中ARM架构的板极硬件细节过多地被硬编码在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中如果外设发生相应的变化那么驱动代码就需要改动。 2011年Linux之父Linus Torvalds发现这个问题后就通过邮件向ARM-Linux开发社区发了一封邮件不禁的发出了一句“This whole ARM thing is a f*cking pain in the ass”。之后ARM社区就引入了PowerPC等架构已经采用的设备树(Flattened Device Tree)机制将板级信息内容都从Linux内核中分离开来用一个专属的文件格式来描述即现在的.dts文件。 从 3.x 版本之后开始支持使用设备树这样做的意义重大可以实现驱动代码与设备的硬件信息相互的隔离减少了代码中的耦合性。通过设备树对硬件信息的抽象驱动代码只要负责处理逻辑而关于设备的具体信息存放到设备树文件中这样如果只是硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化开发者只需要修改设备树文件信息不需要改写驱动代码。 设备树由一系列被命名的节点Node和属性Property组成而节点本身可包含子节点。在设备树中可描述的信息包括 CPU的数量和类别。 内存基地址和大小。 总线和桥。 外设连接。 中断控制器和中断使用情况。 GPIO控制器和GPIO使用情况。 时钟控制器和时钟使用情况。 基本上就是画一棵电路板上CPU、总线、设备组成的树Bootloader会将这棵树传递给内核然后内核可以识别这棵树并根据它展开出Linux内核中的platform_device、i2c_client、spi_device等设备而这些设备用到的内存、IRQ等资源也被传递给了内核内核会将这些资源绑定给展开的相应的设备。 2. 基本概念介绍 2.1 dts dts(device tree source设备树源文件)文件是一种ASCII文本格式的设备树描述文件此文件适合人类阅读主要是给用户看的。 硬件的相应信息都会写在.dts为后缀的文件中每一款硬件可以单独写一份xxxx.dts一般在Linux源码中存在大量的dts文件对于 arm 架构可以在arch/arm/boot/dts找到相应的dts另外mips则在arch/mips/boot/dtspowerpc在arch/powerpc/boot/dts。
对于imx6ull开发板
arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull_qemu.dts
dts中一般会包一个公共部分的dtsi文件如下
#include imx6ull.dtsi 2.2 dtsi 值得一提的是对于一些相同的dts配置可以抽象到dtsi文件中然后类似于 C 语言的方式可以include到dts文件中对于imx6ull开发板arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi 对于同一个节点的设置情况dts中的配置会覆盖dtsi中的配置。具体如下图所示 2.3 dtc dtc是编译dts的工具可以在Ubuntu系统上通过指令apt-get install device-tree-compiler安装dtc工具不过在内核源码scripts/dtc路径下已经包含了dtc工具 2.4 dtb dtb(Device Tree Blob)dts经过dtc编译之后会得到dtb文件dtb通过Bootloader引导程序加载到内核。所以Bootloader需要支持设备树才行Kernel 也需要加入设备树的支持
dtb文件布局如下 从上图可以看出DTB文件主要包含四部分内容 struct ftdheader用来表明各个分部的偏移地址整个文件的大小版本号等 memory reservation block在设备树中使用/memreserve/ 定义的保留内存信息 structure block保存节点的信息节点的结构 strings block保存属性的名字单独作为字符串保存 dtb文件代码级别的解析可以参考
https://cloud.tencent.com/developer/article/1887823
(1) dtb 文件的结构图如下 (2) 设备节点的结构图如下 2.5 DTB加载及解析过程
U-Boot处理如下 3. DTS基本框架 下图是一个设备树文件的基本架构大概看了一下有点类似于XML文件简单概括一下有这几个部分 一个例子
1 个双核ARM Cortex-A932 位处理器ARM 本地总线上的内存映射区域分布有
两个串口分别位于0x101F1000和0x101F2000
GPIO控制器位于0x101F3000
SPI控制器位于0x10170000
中断控制器位于0x10140000
外部总线桥上连接的设备如下
SMC SMC91111以太网位于0x10100000
I2C控制器位于0x10160000
64MB NOR Flash位于0x30000000
外部总线桥上连接的 I2C 控制器所对应的 I2C 总线上又连接了Maxim DS1338实时钟I2C 地址为0x58具体如下图所示 一个移植网卡的例子 比如dm9000网卡就需要首先将示例信息挂接到我们的板级设备树上并根据芯片手册和电路原理图将相应的属性进行配置再配置相应的驱动。需要注意的是dm9000的地址线一般是接在片选线上的所以设备树中就应该归属与相应片选线节点我这里用的exynos4412接在了bank1所以是0x50000000 0x2 0x50000004 0x2
最终的配置结果是 然后make menuconfig勾选相应的选项将dm9000的驱动编译进内核。 [*] Networking support --- Networking options --- * Packet socket *Unix domain sockets [*] TCP/IP networking [*] IP: kernel level autoconfigurationDevice Drivers --- [*] Network device support --- [*] Ethernet driver support (NEW) --- * DM9000 supportFile systems --- [*] Network File Systems (NEW) --- * NFS client support [*] NFS client support for NFS version 3 [*] NFS client support for the NFSv3 ACL protocol extension [*] Root file system on NFS
执行make uImage;make dtbs,tftp下载成功加载nfs根文件系统并进入系统表示网卡移植成功
详细语法参考https://www.cnblogs.com/xiaojiang1025/p/6131381.html 4. 修改DTS试验
4.1 dts修改 修改设备树文件
arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull_qemu.dts添加一个我们自己的模块dts_tree1 修改完成后执行make dtbs 重新编译设备树文件编译完成后arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull_qemu.dtb将其下载到芯片中。
或者用qemu运行的时候修改参考指向这个新的dtb文件。
查看设备树节点进入内核执行 ls /proc/device-tree/
我们会发现刚刚创建的设备树节已经存在了 跟我们在dts里面修改的一样这里变成了一个个的文件形式。文件的名字是属性的名字内容是值。
具体看看节点的内容执行 4.2 内核中添加驱动模块
参考Linux驱动实践:带你一步一步编译内核驱动程序 - IOT物联网小镇 - 博客园
在/drivers文件夹下创建dts_test文件夹然后创建Kconfig文件 Bash config DTS_TEST tristate dts test default y help This is the dts test
创建Makefile文件 JavaScript obj-$(CONFIG_DTS_TEST) dts_test.o
在drivers文件夹下的Kconfig和Makefile文件中分别添加 C source drivers/dts_test/Kconfig obj-$(CONFIG_DTS_TEST) dts_test/
创建dts_test.c文件 C #include linux/init.h #include linux/module.h #include linux/platform_device.h #include linux/of.h #include linux/of_gpio.h #include linux/miscdevice.h #include linux/fs.h #include linux/errno.h #include linux/gpio/consumer.h #include linux/interrupt.h #include linux/irq.h #include linux/gpio_keys.h #include linux/of_irq.h #include linux/gpio.h #include linux/property.h #include asm/io.h #include asm/uaccess.h #include linux/slab.h #include linux/device.h #define DRIVER_NAME imx6ul,dts-tree static int devtree_probe(struct platform_device * pdev) { struct fwnode_handle *child; const char *p1,*p2[3]; u32 p3[2],value; u8 testmac[6]; int i0; printk(KERN_INFO \n**********devtree_probe******************\n); device_property_read_string(pdev-dev,test-string,p1); printk(devtree_probe node test-string is: %s\n,p1); device_property_read_string_array(pdev-dev, test-strings, p2, 3); printk(devtree_probe node test-strings is: %s%s%s\n,p2[0],p2[1],p2[2]); device_property_read_u32(pdev-dev,test-u32,value); printk(devtree_probe node test-u32 is: %d\n,value); device_property_read_u32_array(pdev-dev, test-u32s, p3, 2); printk(devtree_probe node test-u32s is: %d,%d\n,p3[0],p3[1]); device_property_read_string(pdev-dev,compatible,p1); printk(devtree_probe node compatible is: %s\n,p1); device_property_read_string(pdev-dev,status,p1); printk(devtree_probe node status is: %s\n,p1); printk( \n * devtree_probe child node \n); device_for_each_child_node(pdev-dev, child){ printk(*************childnode%d*************\n,i); fwnode_property_read_string(child,test-string,p1); printk(childnode test-string is: %s\n,p1); fwnode_property_read_string_array(child,test-strings,p2,3); printk(childnode test-strings is: %s%s%s\n,p2[0],p2[1],p2[2]); fwnode_property_read_u32_array(child,test-u32,value,1); printk(childnode test-u32 is: %d\n,value); fwnode_property_read_u32_array(child,test-u32s,p3,2); printk(childnode test-u32s is: %d,%d\n,p3[0],p3[1]); fwnode_property_read_u8_array(child,test-u8s,testmac,6); printk(childnode test-u32s is: [%x,%x,%x,%x,%x,%x]\n,testmac[0],testmac[1],testmac[2],testmac[3],testmac[4],testmac[5]); } return 0; } static int devtree_remove(struct platform_device * pdev) { printk(KERN_INFO devtree_remove\n); return 0; } static const struct of_device_id of_devtree_dt_match[] { {.compatible DRIVER_NAME}, {}, }; MODULE_DEVICE_TABLE(of,of_devtree_dt_match); static struct platform_driver devtree_test_driver { .probe devtree_probe, .remove devtree_remove, .driver { .name DRIVER_NAME, .owner THIS_MODULE, .of_match_table of_devtree_dt_match, }, }; static int devtree_test_init(void) { int num0,i0,value; const char *p1; struct device_node *node1,*childnode1; u32 p2[2]; u8 testmac[6]; pr_warn(KERN_INFO ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^devtree_test_init^^^^^^^^^^^ \n); printk(KERN_INFO ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^devtree_test_init^^^^^^^^^^^ \n); printk(\n*************devtree init start ***************\n); node1 of_find_node_by_path(/dts-tree1); if(node1 NULL){ printk(of_find_node_by_path failed\n); return -ENODEV; } else{ printk(of_find_node_by_path dts-tree1 ok\n); } //read string of_property_read_string(node1, test-string, p1); printk(dts-tree1 node :test-string is: %s\n,p1); //read strings num of_property_count_strings(node1, test-strings); printk(dts-tree1 node test-strings num is: %d\n,num); for(i0;inum;i){ of_property_read_string_index(node1,test-strings,i,p1); printk(%s,p1); } //read string compatible of_property_read_string(node1, compatible, p1); printk(dts-tree1 node compatible is: %s\n,p1); //read string status of_property_read_string(node1, status, p1); printk(dts-tree1 node status is: %s\n,p1); //read u32 test-u32 of_property_read_u32(node1,test-u32,value); printk(dts-tree1 node test-u32 is: %d\n,value); //read u32s test-u32s of_property_read_u32_array(node1, test-u32s, p2, 2); printk(dts-tree1 node test-u32s is: %d,%d\n,p2[0],p2[1]); //read u8s test-u8s of_property_read_u8_array(node1, test-u8s, testmac, 6); printk(dts-tree1 node test-u8s is: %x,%x,%x,%x,%x,%x\n,testmac[0],testmac[1],testmac[2],testmac[3],testmac[4],testmac[5]); //get dts_child_node1 device node childnode1 of_get_child_by_name(node1,dts_child_node1); if(childnode1 NULL){ printk(of_get_child_by_name failed\n); return -ENODEV; } printk(of_get_child_by_name dts_child_node1 ok\n); of_property_read_string(childnode1, test-string, p1); printk(dts_child_node1 node test-string is: %s\n,p1); return platform_driver_register(devtree_test_driver); } static void devtree_test_exit(void) { printk(KERN_INFO \ndevtree_test_exit\n); platform_driver_unregister(devtree_test_driver); } module_init(devtree_test_init); module_exit(devtree_test_exit); MODULE_LICENSE(GPL); MODULE_AUTHOR(zheng);
Kconfig中是y这样系编译运行后会直接看到打印 4.3 常用OF API linux 内核中和设备树相关的函数内核关于设备树的驱动都放在/drivers/of下用户可以使用这里面的函数对设备树进行操作。 后记 入门系列还是比较适合公众号一些零碎的拓展知识面学习。总感觉这种查询式的学习不利于系统的掌握一项技能可以这么说高手都不是这么学习的。答案估计是实际的工作经验看书。系统深入的学习技术首先科班出身很重要例如计算机专业四大专业课然后就是对计算机经典书籍的阅读。 在工作中可能遇到问题了查点资料感觉可能也就学了点奇巧淫技这里需要把经验性的知识和理论性的知识区分开这就是科学与技术的区别经验性的知识没有师傅带就完蛋了可以多寻求帮助但是理论性的东西就需要看书愿大家能沉下心来找点经典大部头书“读上那么一读确实挺不错的”。
