高通平台Android源码分析之Linux内核设备树

转载自 http://huaqianlee.me/2015/08/19/Android/高通平台Android源码分析之Linux内核设备树-DT-Device-Tree-dts文件/

刚开始接触Android源码的时候,发现在kernel里面多了一种dts文件,因为当初自学Linux时和在第一家公司做物联网模型时都是用的比较老的内核,内核代码还比较混乱,没有采用dts这种方便简洁的格式。后面才知道这是因为Linus的一句”this whole arm thing is a fucking pain in ass“促进改革的,记得Linux早期代码里面板级细节都是在C文件中描述的,代码就显得十分臃肿和混乱。如此优化之后就显得简洁多了,并且也更易于学习、移植。
 
今天准备专门来分析一下内核设备树,主要按照如下三个方向来分析:

  • Device Tree组成及用法;
  • DTS文件解析常用api介绍;
  • DTS文件的编译;
  • 高通Android源码中dts文件引用流程;

Device Tree组成及用法

Device Tree由一系列node(节点)和property(属性)组成,节点本身可包含更多的子节点。属性是成对出现的name-value键值对。在device tree中主要描述如下信息:

  • CPU的数量及类别
  • 内存基地址和size
  • 总线和桥
  • 外设连接
  • 中断
  • GPIO
  • CLOCK

Device Tree在内核的作用有点类似于描述出PCB上的CPU、内存、总线、设备及IRQ GPIO等组成的tree结构。然后经由bootloader传递给内核,内核再根据此设备树解析出需要的i2c、spi等设备,然后将内存、IRQ、GPIO等资源绑定到相应的设备。

lk中通过tag传递到kernel,文件路径:bootable/bootloader/lk/app/aboot/aboot.c,由DEVICE_TREE宏开关控制

DTS(device tree source)

dts文件是一种ASCII文本格式的device tree描述文件,其结构明了,第一次看到都能大概猜出其描述意图。在内核中arm部分,基本上一个.dts文件对应一个arm的machine,一般位于kernel/arch/arm/boot/dts。由于一个soc可能对应多个machine,
所以一般讲多个machine通用的部分提炼为一个.dsti文件,有点类似于头文件的作用,引用方式也类似:#include “xxx.dtsi”,dtsi文件也可以相互引用。

dts中的基本元素

dts中的基本元素为节点和属性,节点可以包含属性和子节点,属性为name-value键值对,如下:

1
/ {
    node1 {
        a-string-property = "A string"; // 值为字符串
        a-string-list-property = "first string", "second string";// 值为字符数组
        a-byte-data-property = [0x01 0x23 0x34 0x56]; // 值为二进制
        child-node1 {
            first-child-property; 
            second-child-property = <1>; 
            a-string-property = "Hello, world";
        };
        child-node2 {
        };
    };
    node2 {
        an-empty-property; // 值为kog
        /* each number (cell) is a uint32 */
        a-cell-property = <1 2 3 4>;  // cells(由uint32组成)
        child-node1 {
        };
    };
};

上述dt并没有什么真实用途,没有描述任何东西。不过展示了dt的结构:

  • 一个根节点:”/“;
  • 一对子节点:”node1”和”node2”;
  • 子节点的子节点:”child-node”;
  • 属性定义: 属性值可以为空、字符串、cells(整数组成)、数组及二进制等任意字节流;

属性中常用的字节流如下:

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# 字符串,用双引号引用: 
string-property = "A string";
#cells(32 bits),用尖括号引用分隔开的32bit无符号整数:
cell-property = <0xbeef 123 0xabcd1234>;
# 二进制数据,用方括号引用:
binary-property = [0x01 0x23 0x45 0x67];
# 通过逗号链接不同数据:
mixed-property = "a string", [0x01 0x23 0x45 0x67], <0x12345678>;
# 通过逗号创建字符串数组:
string-list = "red fish", "blue fish";

Sample Machine

理解设备树怎么被用的最好办法,就是做一遍,接下来就通过一步一步构建描述一个简单machine的device tree来理解设备树。假设machine的硬件配置如下:

  • 一个32bit的ARM CPU
  • 处理器的local bus的内存映射分布了串口、spi总线控制器、i2c控制器、中断控制器和外部总线桥
  • 256MB的SDRAM,基地址为0
  • 2个串口基地址为:0x101f1000 和 0x101f2000
  • GPIO控制器,基地址为0x101f3000
  • spi控制器,基地址为0x10170000,从属设备:
    • MMC slot with ss pin attached to GPIO #1 (不能很好理解其意思,所以就不胡乱翻译了)
  • External bus桥,从属设备:
    • smc smc91111 Ethernet设备,基地址为0x10100000
    • i2c控制器,基地址为0x10160000,从属设备:
      • Maxim DS1338时钟芯片,从设备I2C地址 1101000(0x58)
    • 64MB Nor flash,基地址为0x30000000

初始化结构

首先,为machine创建一个框架结构,一个有效设备树的最简单的结构,如下:

1
/ {
    compatible = "acme,coyotes-revenge";
};

compatible指定系统的名字,格式: compatible = “< manufacturer>,< model>”(制造商,型号)。它非常重要,用来精确指定设备,并通过包含manufacurer(制造商)名字来避免冲突。因为操作系统通过compatible的值来决定machine怎么运行,所以使用正确的值是非常重要的。
 
理论上来说,compatible是操作系统所有数据标示machine的唯一标示符,os将通过顶层compatible寻找相应的值。

CPUs

第二步,描述CPU的”cpus”节点,其包含每一个CPU描述信息的子节点,在这个例子中,CPU为一个双核的arm cortex A9处理器,所以其描述如下:

1
/ {
    compatible = "acme,coyotes-revenge";

    cpus {
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a9"; // 格式同顶层节点,<manufacturer>,<model>
        };
        cpu@1 {
            compatible = "arm,cortex-a9";
        };
    };
};

节点名

每一个节点必须有一个节点名,格式: < name>[@< unit-address>]。

  • < name>:为最长31个字符的ascii字符串,一般用其代表的设备类型命名,ie. 一个3com Ethernet adapter的节点名:ethernet,不用3com509。
  • unit-address: 描述设备的地址,一般情况下,其提供访问设备的基地址,节点的reg property也用此参数,见下文。

同层次兄弟节点的节点名必须是独一无二的,不过多个节点可以使用一样的通用name,只要地址不同就可以了。ie. serial@101f1000 & serial@101f2000

Devices

每一个device在系统中由一个设备树节点描述,所以接下来,第三步是为设备填充树的节点。不过,现在我为新节点创建一个空节点,直到我们知道地址范围和如何处理irqs请求之后再填写相应内容。如下:

1
/ {
    compatible = "acme,coyotes-revenge";

    cpus {
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a9";
        };
        cpu@1 {
            compatible = "arm,cortex-a9";
        };
    };

    serial@101F0000 {
        compatible = "arm,pl011";
    };

    serial@101F2000 {
        compatible = "arm,pl011";
    };

    gpio@101F3000 {
        compatible = "arm,pl061";
    };

    interrupt-controller@10140000 {
        compatible = "arm,pl190";
    };

    spi@10115000 {
        compatible = "arm,pl022";
    };

    external-bus {
        ethernet@0,0 {
            compatible = "smc,smc91c111";
        };

        i2c@1,0 {
            compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
            rtc@58 {
                compatible = "maxim,ds1338";
            };
        };

        flash@2,0 {
            compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";
        };
    };
};

在此tree中,在系统中为每一个device增加了节点,其层次结构反应了系统中的连接情况。ie. extern bus上的的设备憋创建为external bus节点的子节点,i2c设备被创建为i2c总线控制器的子节点。简单来说,tree中的层次结构代表了系统中的CPU视图。

目前,这个tree是无效的,因为它没有设备之间的连接信息,接下来再添加这些信息。
在这个tree中有几点需要注意:

  • 每个设备节点都有一个compatible属性
  • flash节点的compatible属性有两个字符串值。
  • 如前所述,节点名反映设备类型,而非详细型号。

compatible详解

设备树中每个节点都需要有compatible属性,compatible属性决定每一个设备驱动绑定哪一个设备。如上所介绍,compatible是一个字符串序列,第一个字符串指定精确设备,第二字符串指定兼容设备。

例如:Freescale MPC8349片上有一个根据国家半导体ns16550接口实现的串行设备,定义为:compatible = “fsl,mpc8349-uart”, “ns16550”. 第一个字符串指定精确设备,第二个指定国家半导体16550 uart兼容设备。

ns16550没有制造商前缀(manufacturer)纯属历史原因,所有的compatible值应该带有制造商前缀。

这种做法允许将存在的设备驱动绑定到一类更新的设备,并且仍然能识别到精确的设备。

警告:不要使用通配符赋值,如:”fsl,mpc83xx-uart”等。为了兼容后续设备,一般会选择一个特定实现,如上的:”ns16550”。

设备寻址

关于设备寻址,设备树中通过如下属性encode地址信息:

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2
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reg :每个可寻址的设备有一个reg cells.
格式:reg = <address1 length1 [address2 length2] [address3 length3] ... >
// 因为地址和地址长度是变量,所以父节点中定义#address-cells和#size-cells两个属性,声明每个域里会用到多少cell
#address-cells
#size-cells
CPU寻址

CPU节点寻址是寻址里面最简单的,每个CPU被一个独一无二的ID标记,没有size与CPU ids关联。如下:

1
cpus {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>; // 此两个属性表明子节点reg 值为一个没有size的uint32地址
    cpu@0 {
        compatible = "arm,cortex-a9";
        reg = <0>; // 值与节点名的unit-address相同
    };
    cpu@1 {
        compatible = "arm,cortex-a9";
        reg = <1>; 
    };
};

如果一个节点有reg属性,则节点名必须包含unit-address,并且取reg属性的第一个address值。

有内存映像地址的设备

与cpu中只有address值不同,有内存映像地址的设备还需分配地址范围值,每个子节点reg元素定义地址长度值的数量由父节点的#size-cells指定。如下:

1
/ {
    #address-cells = <1>; // 值为 1 cell(32bits)
    #size-cells = <1>; // 每个长度值为 1 cell
    // 如果是64 bit machines, 则以上两值为2
    ...

    serial@101f0000 {
        compatible = "arm,pl011";
        reg = <0x101f0000 0x1000 >; 
        // 第一个参数为基地址,第二个参数为地址长度,此处表示serial的内存地址范围:0x101f0000~0x101f0fff
    };

    serial@101f2000 {
        compatible = "arm,pl011";
        reg = <0x101f2000 0x1000 >;
    };

    gpio@101f3000 {
        compatible = "arm,pl061";
        reg = <0x101f3000 0x1000
               0x101f4000 0x0010>; // GPIO设备被分配到两个地址范围
    };

    interrupt-controller@10140000 {
        compatible = "arm,pl190";
        reg = <0x10140000 0x1000 >;
    };

    spi@10115000 {
        compatible = "arm,pl022";
        reg = <0x10115000 0x1000 >;
    };

    ...

};

当然,并不是所有设备都直接和cpu相连,也有一些设备通过挂载到一条总线上和cpu相连。对于挂接到总线的设备,每个父节点为子节点定义地址域,如下:

1
external-bus {  //父节点
#address-cells = <2> // 子节点有2 cells基地址值,一个用于指定chip number,一个用于指定选中芯片基地址的偏移量
#size-cells = <1>; // 子节点有1 cell 地址长度

    ethernet@0,0 {
        compatible = "smc,smc91c111";
        reg = <0 0 0x1000>;
    };

    i2c@1,0 {
        compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
        reg = <1 0 0x1000>;
        rtc@58 {
            compatible = "maxim,ds1338";
        };
    };

    flash@2,0 {
        compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";
        reg = <2 0 0x4000000>;
    };
};

由于地址域被节点和其子节点一起定义,所以父节点可以为总线定义任何寻址方式。除了直接父亲以外的所有节点和子节点都不用关心本地的寻址域,不用关心地址从哪映射到哪。

如不明白,请继续往下看,相信接下来的部分会帮你解惑

无内存映像的设备

无内存映像的设备没有直接访问cpu的权限,父设备的驱动将间接访问cpu,其cpu一样reg属性会有一个地址值,但没有地址长度或范围,如下:

1
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>;
    };
};

地址转换

前面讲了怎么给设备分配本地地址,但没有说明怎么映射到cpu能直接访问的地址。接下来就详细分析一下这一部分:

根节点描述cpu地址空间视图,根节点的子节点不需要做任何显性的映射直接使用cpu的地址域。比如:serial@101f0000直接分配到地址0x101f0000.

而不是根节点的直接孩子的节点不使用cpu的地址域,为了能将其映射到cpu的内存地址,设备树就得对其地址进行转换,ranges属性就是用来实现这个目的的,加入ranges属性后如下:

1
/ {
    compatible = "acme,coyotes-revenge";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    ...
    external-bus {
        #address-cells = <2>
        #size-cells = <1>;
        ranges = <0 0  0x10100000   0x10000     // Chipselect 0, Ethernet
                         1 0  0x10160000   0x10000     // Chipselect 1, i2c controller
                         2 0  0x30000000   0x10000000>; // Chipselect 2, NOR Flash,此处参考文章地址空间大小少一个0,但我觉得不对,所以自己做了修改,下同,就不再说明

// 相信大家直接通过这个列表就能知道地址怎么转换的了,如下:

1. 偏移量为0的Chipselect0映射到0x10100000~0x1010ffff
2. 偏移量为0的Chipselect1映射到0x10160000~0x1016ffff
3. 偏移量为0的Chipselect2映射到0x30000000~0x3fffffff (此处参考文章写的0x10000000,但我觉得应该是0x3fffffff,原地址见博文最后引用)

        ethernet@0,0 {
            compatible = "smc,smc91c111";
            reg = <0 0 0x1000>;
        };

// i2c总线节点没有ranges参数,因为i2c总线上的设备不需映射到cpu地址域,cpu直接通过i2c就能访问i2c设备
        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 0x10000000>; // 此处参考文章写的0x4000000, 但我觉得为0x10000000 - 256MB
        };
    };
};

ranges参数的值是一个地址转换列表,每一个条目由如下几部分组成:

  • 子节点地址:由子节点的#address-cells值决定
  • 父节点地址:由父节点的#address-cells值决定
  • 子节点地址空间的大小 :由子节点的#size-cells值决定

如果ranges参数为空,则表示子节点地址和父节点地址1:1映射。你可能会有疑问,既然1:1映射,为什么还要通过地址转换来获得地址空间。一些总线(比如PCI)有完全不同的地址空间细节需要暴露给操作系统。其他带DMA的设备需要知道设备在总线上的真实地址。有时设备需要组合在一起去共享相同的可编程物理地址映射。是否需要通过1:1映射依赖于操作系统和硬件设计的很多信息。

缺乏ranges参数意味着,一个设备只能被其父节点访问而不能被cpu直接访问。

中断

中断信号可以来自machine的任何设备,中断信号在设备树中被描述为节点之间的links。主要有如下4中属性:

  • interrupt-controller:一个空属性,定义节点为中断控制器;
  • #interrupt-cells:表明连接此中断控制器的interrupts属性cell大小(类似于#address-cells和#size-cells);
  • interrupt-parent:指定节点设备所依附的中断控制器的phandle,若没有此参数,则从父节点继承;
  • interrupts:中断说明符列表,节点通过此方法指定中断号、触发方式等;

一个中断说明符描述指定中断输入设备的相关信息,由#interrupt-cells指定中断说明符cell数量。设备可能一个或多个中断源。一个中断设备的说明符完全取决于绑定的中断控制器设备。 定义一个中断源需要多少cells由中断控制器决定。加入中断相关属性后如下:

1
/ {
    compatible = "acme,coyotes-revenge";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    interrupt-parent = <&intc>;  // intc->interrupt-controller,作为系统默认的interrupt-parent属性,子节点重写则覆盖

    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a9";
            reg = <0>;
        };
        cpu@1 {
            compatible = "arm,cortex-a9";
            reg = <1>;
        };
    };

    serial@101f0000 {
        compatible = "arm,pl011";
        reg = <0x101f0000 0x1000 >;
        interrupts = < 1 0 >; // 指定中断源
    };

    serial@101f2000 {
        compatible = "arm,pl011";
        reg = <0x101f2000 0x1000 >;
        interrupts = < 2 0 >;
    };

    gpio@101f3000 {
        compatible = "arm,pl061";
        reg = <0x101f3000 0x1000
               0x101f4000 0x0010>;
        interrupts = < 3 0 >;
    };

    intc: interrupt-controller@10140000 {  // 中断控制器
        compatible = "arm,pl190";
        reg = <0x10140000 0x1000 >;
        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <2>; // 中断说明符有2 cells,此例中cell 1表示中断号,cell 2 表示触发方式
    };

    spi@10115000 {
        compatible = "arm,pl022";
        reg = <0x10115000 0x1000 >;
        interrupts = < 4 0 >; // 注:设备还可以使用多个中断号,假如此spi使用两个,则:interrupts = <0 4 0>, <1 5 0>;
    };

    external-bus {
        #address-cells = <2>
        #size-cells = <1>;
        ranges = <0 0  0x10100000   0x10000     // Chipselect 0, Ethernet
                  1 0  0x10160000   0x10000     // Chipselect 1, i2c controller
                  2 0  0x30000000   0x10000000>; // Chipselect 2, NOR Flash

        ethernet@0,0 {
            compatible = "smc,smc91c111";
            reg = <0 0 0x1000>;
            interrupts = < 5 2 >;
        };

        i2c@1,0 {
            compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <0>;
            reg = <1 0 0x1000>;
            interrupts = < 6 2 >;
            rtc@58 {
                compatible = "maxim,ds1338";
                reg = <58>;
                interrupts = < 7 3 >;
            };
        };

        flash@2,0 {
            compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";
            reg = <2 0 0x10000000>;
        };
    };
};

另, 关于cell含义在内核中的相关文档有详细描述,比如arm gic 中断:

1
# Documentation/devicetree/bindings/arm/gic.txt
The 1st cell is the interrupt type; 0 for SPI interrupts, 1 for PPI  
interrupts.  

The 2nd cell contains the interrupt number for the interrupt type.  
SPI interrupts are in the range [0-987].  PPI interrupts are in the  
range [0-15].   

The 3rd cell is the flags, encoded as follows:  
       bits[3:0] trigger type and level flags.  
               1 = low-to-high edge triggered  
               2 = high-to-low edge triggered  
               4 = active high level-sensitive  
               8 = active low level-sensitive  
       bits[15:8] PPI interrupt cpu mask.  Each bit corresponds to each of  
       the 8 possible cpus attached to the GIC.  A bit set to '1' indicated  
       the interrupt is wired to that CPU.  Only valid for PPI interrupts.

设备特有数据

除了上面讲的常用属性,任意需要的属性和子节点都可以被加入到设备树,不过新device-specific属性应将制造商名作为前缀命名,以避免与标准的属性冲突;

其实还有一些要求,不过主要针对内核开发者的,而我还没有那个水平,就没详细看了

特殊节点

aliases节点

一个specific节点通常以完全路径的形式引用,如:/external-bus/ethernet@0,0 , 但是这样太复杂了,不利于阅读。所以通常会用以一个短的别名命名的aliases节点去指定设备的完全路径,如下:

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aliases {
    ethernet0 = &eth0;  
    serial0 = &serial0;
};

注:property = &Label 不同于如上中断phandle引用的phandle = <&Lable>

chosen节点

chosen节点不指明真实的设备,其为硬件和操作系统数据传输服务,如:启动参数。通常chosen节点在dts源文件中写为空,在启动时再填充,在例中增加如下:

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chosen {
        bootargs = "root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.1 console=ttyS0,115200";
    };

DTC (device tree compiler)

DTC将.dts编译为.dtb的工具。DTC的源代码位于内核的scripts/dtc目录,在Linux内核使能了Device Tree的情况下,编译内核的时候主机工具dtc会被编译出来,对应scripts/dtc/Makefile中的“hostprogs-y := dtc”。
在Linux内核的arch/arm/boot/dts/Makefile中,描述了当某种SoC被选中后,哪些.dtb文件会被编译出来,如与VEXPRESS对应的.dtb包括:

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dtb-$(CONFIG_ARCH_VEXPRESS) += vexpress-v2p-ca5s.dtb \  
vexpress-v2p-ca9.dtb \
vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb \
vexpress-v2p-ca15_a7.dtb \
xenvm-4.2.dtb

在Linux下,我们可以通过make dtbs命令单独编译Device Tree文件。因为arch/arm/Makefile中含有一个dtbs编译target,如下:

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# Build the DT binary blobs if we have OF configured
ifeq ($(CONFIG_USE_OF),y)
KBUILD_DTBS := dtbs
endif

Device Tree Blob (dtb)

dtb是dts被DTC编译后生成的二进制格式Device Tree描述,可由Linux内核解析。系统设计时通常会单独留下一个很小的flash空间存放.dtb文件,bootloader在引导kernel的过程中,会先读取该.dtb到内存。

Binding

对于Device Tree中的结点和属性具体是如何来描述设备的硬件细节的,内核里有相应的文档,位于:Documentation/devicetree/bindings目录,其下又分为很多子目录。

dts解析API

注:此部分基本完全摘自参考文档

在Linux的BSP和驱动代码中,解析dts的API通常被以“of_”作为前缀,它们的实现代码位于内核的drivers/of目录。接下来就介绍一下常用的API。

int of_device_is_compatible(const struct device_node device,const char compat);

判断设备结点的compatible 属性是否包含compat指定的字符串。当一个驱动支持2个或多个设备的时候,这些不同.dts文件中设备的compatible 属性都会进入驱动 OF匹配表。因此驱动可以透过Bootloader传递给内核的Device Tree中的真正结点的compatible 属性以确定究竟是哪一种设备,从而根据不同的设备类型进行不同的处理。如drivers/pinctrl/pinctrl-sirf.c即兼容于”sirf,prima2-pinctrl”,又兼容于”sirf,prima2-pinctrl”,在驱动中就有相应分支处理:

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if (of_device_is_compatible(np, "sirf,marco-pinctrl"))  
is_marco = 1;
struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from,
const char *type, const char *compatible);

根据compatible属性,获得设备结点。遍历Device Tree中所有的设备结点,看看哪个结点的类型、compatible属性与本函数的输入参数匹配,大多数情况下,from、type为NULL。

int of_property_read_u8_array(const struct device_node np, const char propname, u8 out_values, size_t sz);
int of_property_read_u16_array(const struct device_node 
np, const char propname, u16 out_values, size_t sz);
int of_property_read_u32_array(const struct device_node np, const char propname, u32 out_values, size_t sz);
int of_property_read_u64(const struct device_node 
np, const char propname, u64 out_value);

读取设备结点np的属性名为propname,类型为8、16、32、64位整型数组的属性。对于32位处理器来讲,最常用的是of_property_read_u32_array()。如在arch/arm/mm/cache-l2x0.c中,透过如下语句读取L2 cache的”arm,data-latency”属性:

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of_property_read_u32_array(np, "arm,data-latency",  
data, ARRAY_SIZE(data));

在arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dts中,含有”arm,data-latency”属性的L2 cache结点如下:

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L2: cache-controller@1e00a000 {  
compatible = "arm,pl310-cache";
reg = <0x1e00a000 0x1000>;
interrupts = <0 43 4>;
cache-level = <2>;
arm,data-latency = <1 1 1>;
arm,tag-latency = <1 1 1>;
}

有些情况下,整形属性的长度可能为1,于是内核为了方便调用者,又在上述API的基础上封装出了更加简单的读单一整形属性的API,它们为int of_property_read_u8()、of_property_read_u16()等,实现于include/linux/of.h:

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static inline int of_property_read_u8(const struct device_node *np, 
const char *propname,
u8 *out_value)

{

return of_property_read_u8_array(np, propname, out_value, 1);
}

static inline int of_property_read_u16(const struct device_node *np,
const char *propname,
u16 *out_value)

{

return of_property_read_u16_array(np, propname, out_value, 1);
}

static inline int of_property_read_u32(const struct device_node *np,
const char *propname,
u32 *out_value)

{

return of_property_read_u32_array(np, propname, out_value, 1);
}

int of_property_read_string(struct device_node np, const char propname, const char out_string);
int of_property_read_string_index(struct device_node np, const char propname, int index, const char output);

前者读取字符串属性,后者读取字符串数组属性中的第index个字符串。如drivers/clk/clk.c中的of_clk_get_parent_name()透过of_property_read_string_index()遍历clkspec结点的所有”clock-output-names”字符串数组属性。

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const char *of_clk_get_parent_name(struct device_node *np, int index)  
{
struct of_phandle_args clkspec;
const char *clk_name;
int rc;

if (index < 0)
return NULL;

rc = of_parse_phandle_with_args(np, "clocks", "#clock-cells", index,
&clkspec);
if (rc)
return NULL;

if (of_property_read_string_index(clkspec.np, "clock-output-names",
clkspec.args_count ? clkspec.args[0] : 0,
&clk_name) < 0)
clk_name = clkspec.np->name;

of_node_put(clkspec.np);
return clk_name;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(of_clk_get_parent_name);

static inline bool of_property_read_bool(const struct device_node np, const char propname);

如果设备结点np含有propname属性,则返回true,否则返回false。一般用于检查空属性是否存在。

void __iomem of_iomap(struct device_node node, int index);
通过设备结点直接进行设备内存区间的 ioremap(),index是内存段的索引。若设备结点的reg属性有多段,可通过index标示要ioremap的是哪一段,只有1段的情况,index为0。采用Device Tree后,大量的设备驱动通过of_iomap()进行映射,而不再通过传统的ioremap。

unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *dev, int index);
透过Device Tree或者设备的中断号,实际上是从.dts中的interrupts属性解析出中断号。若设备使用了多个中断,index指定中断的索引号。
还有一些OF API,这里不一一列举,具体可参考include/linux/of.h头文件。

高通Android源码中dts文件

AndroidBoard.mk

Android编译过程(如想了解更多可参考:Android编译过程详解)中会解析到device\qcom\msm8916_32\AndroidBoard.mk,此文件中选择了kernel的默认配置文件,如下:

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# device\qcom\msm8916_32\AndroidBoard.mk

#----------------------------------------------------------------------
# Compile (L)ittle (K)ernel bootloader and the nandwrite utility
#----------------------------------------------------------------------
ifneq ($(strip $(TARGET_NO_BOOTLOADER)),true)

# Compile
include bootable/bootloader/lk/AndroidBoot.mk

$(INSTALLED_BOOTLOADER_MODULE): $(TARGET_EMMC_BOOTLOADER) | $(ACP)
$(transform-prebuilt-to-target)
$(BUILT_TARGET_FILES_PACKAGE): $(INSTALLED_BOOTLOADER_MODULE)

droidcore: $(INSTALLED_BOOTLOADER_MODULE)
endif

#----------------------------------------------------------------------
# Compile Linux Kernel
#----------------------------------------------------------------------
ifeq ($(KERNEL_DEFCONFIG),)
KERNEL_DEFCONFIG := msm8916_defconfig //选择msm8916_defconfig文件为默认配置文件
endif

include kernel/AndroidKernel.mk

$(INSTALLED_KERNEL_TARGET): $(TARGET_PREBUILT_KERNEL) | $(ACP)
$(transform-prebuilt-to-target)

msm8916_defconfig

此文件中主要是一些编译开关,包括dts文件的编译开关,如下:

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# kernel\arch\arm\configs\msm8916_defconfig
...
CONFIG_ARCH_MSM=y
CONFIG_ARCH_MSM8916=y // dts文件的编译开关,当然也在其他地方用到,如加载板级文件:obj-$(CONFIG_ARCH_MSM8916) += board-8916.o
...

Makefile

dts文件目录的mk文件决定需要加载哪些dts文件,这些文件最终打包到dt.img,再经由mkbootimg工具和其他镜像一起打包到boot.img。关键源码如下:

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# kernel\arch\arm\boot\dts\qcom\Makefile
...
// 我们的代码针对每一个项目新建了一个dts文件,然后通过此文件去include了相关dts文件,所以下面都被屏蔽掉了
dtb-$(CONFIG_ARCH_MSM8916) += msm8916-qrd-skuh-$(OEM_PROJECT_NAME).dtb
#msm8916-sim.dtb
#msm8916-rumi.dtb
#msm8916-cdp.dtb
#msm8916-cdp-smb1360.dtb
#msm8916-mtp.dtb
#msm8916-512mb-mtp.dtb
#msm8916-mtp-smb1360.dtb
#msm8916-512mb-mtp-smb1360.dtb
#msm8916-512mb-qrd-skui.dtb
#msm8916-qrd-skuh.dtb
#msm8916-qrd-skuhf.dtb
#msm8916-qrd-skui.dtb
#msm8916-512mb-qrd-skuh.dtb
#msm8939-sim.dtb
#msm8939-rumi.dtb
#msm8939-qrd-skuk.dtb
#msm8939-cdp.dtb
#msm8939-cdp-smb1360.dtb
#msm8939-mtp.dtb
#msm8939-mtp-smb1360.dtb
...

dts中的platform info

msm8916-cdp.dts文件中定义平台信息,如下:

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# kernel\arch\arm\boot\dts\qcom\msm8916-cdp.dts
#include "msm8916-cdp.dtsi"
#include "msm8916-memory.dtsi"

/ {
    model = "Qualcomm Technologies, Inc. MSM 8916 CDP";
    compatible = "qcom,msm8916-cdp", "qcom,msm8916", "qcom,cdp";
    qcom,board-id = <1 0>;
};
...

不过我们在每个项目的dts文件中重新定义了平台信息,如下:

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# kernel\arch\arm\boot\dts\qcom\msm8916-qrd-skuh-$(OEM_PROJECT_NAME).dts 
#include "msm8916-qrd-skuh.dtsi"
#include "msm8916-memory.dtsi"

/ {
    model = "Qualcomm Technologies, Inc. MSM 8916 QRD SKUH changcheng l783";
    compatible = "qcom,msm8916-qrd-skuh", "qcom,msm8916-qrd", "qcom,msm8916", "qcom,qrd";
    qcom,board-id = <0x1000b 0> , <0x1000b 4>;
};
...

Reference

我的这篇博文只是写了一些基本的东西,主要参考下面这些文档,并且很多内容直接翻译自下面的文档,如果想了解更多请查阅如下引用文档:
kernel\Documentation\devicetree源码中的文档,很有参考价值,其实需要的基本能在里面找到,我已上传至百度云,可以click下载查看
http://devicetree.org/Device_Tree_Usage :很多内容译自此处
Power_ePAPR_APPROVED_v1.0.pdf进阶文档,因为官网总是不能成功访问,所以在我百度网盘存了一份,分享给大家
http://blog.csdn.net/21cnbao/article/details/8457546

    原文作者:Android源码分析
    原文地址: https://blog.csdn.net/yangchangwen/article/details/51214371
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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