设备树
设备树编译与反编译
/sys/firmware/devicetree目录下是以目录结构程现的 dtb 文件 , 根节点对应 base 目录 , 每一个节
点对应一个目录 , 每 一个属性对应一个文件 。这些属性的值如果是字符串，可以使用 cat 命令把它打印出来；对于数值，可以用 hexdump 把它打印出来。
# ls /sys/firmware
devicetree fdt
编译设备树
在内核根目录下
make dtbs V=1
内核目录下scripts/dtc/dtc 是设备树的编译工具，直接使用它的话，包含其他文件时不能使用#include ，而必须使用 incldue/。
编译、反编译的示例命令如下:
-I :指 定输入格式，-O :指定输出格式，-o :指定输出文件
./scripts/dtc/dtc -I dts -O dtb -o tmp.dtb arch/arm/boot/dts/xxx.dts // 编译 dts 为 dtb
./scripts/dtc/dtc -I dtb -O dts -o tmp.dts arch/arm/boot/dts/xxx.dtb // 反编译 dtb 为 dts
更换开发板设备树文件
对于 野火 imx6ull pro
arch/arm/boot/dts/imx6ull_14x14_ebf.dtb # 编译出来的设备树文件位于内核源码路径下
更换这个文件
/boot/imx6ull_14x14_ebf.dtb # 开发板启动后设备树文件位于这个目录
对于 firefly rk3288
arch/arm/boot/dts/rk3288_firefly.dtb # 编译出来的设备树文件位于内核源码路径下
更换这个文件
/boot/rk3288_firefly.dtb # 开发板启动后设备树文件位于这个目录
还可以看到/sys/firmware/fdt 文件，它就是 dtb 格式的设备树文件，可以把它复制出来放到 ubuntu上，执行下面的命令反编译出来 -I dtb ：输入格式是 dtb -O dts ：输出 格式是 dts)
./scripts/dtc/dtc -I dtb O dts ~/fdt o tmp.dts # ~/fdt是从开发板上拷贝到ubuntu下的~目录下
内核对设备树的处理
dts在PC 机上被编译为 dtb 文件；
uboot 把 dtb 文件传给内核；
内核解析 dtb 文件，把每一个节点都转换为 device_node 结构体；
对于某些 device_node 结构体，会被转换 为 platform_device 结构体。
dtb 中每一个节点都被转换为 device_node 结构体。根节点被保存在全局变量of_root 中，从 of_root 开始可以访问到任意节点。
设备树节点被转换为 platform_device规则
根节点下含有 compatile 属性的 子节点；
如果一个节点的compatile 属性 ，它的值是这 4 者之一
simple bus、simple、mfd、isa、arm,amb a bus，那么它的子结点如果包含 compatile 属性 也可以转换为 platform_device 。总线 I2C 、 SPI 节点下的子节点 不转换 为 platform_device，某个总线下到子节点，应该交给对应的总线驱动程序来处理 , 它们不应该被转换为 platform_device 。
/{
/*
* mytest会被转换为 platform_device, 满足条件1
* 子节点 mytest@0 也会被转换，满足条件2
*/
mytest {
compatile = "mytest", "simple bus";
mytest@0 {
compatile = "mytest_0";
};
};
/*
* i2c会被转换为 platform_device, 满足条件1
* 子节点 at24c02 不会被转换，它被如何处理完全由父节点的platform_driver决定 , 一般是被创建为一 * 个 i2c_client
*/
i2c {
compatile = "samsung,i2c";
at24c02 {
compatile = "at24c02";
};
};
/*
* spi 会被转换为 platform_device, 满足条件1
* 子节点 flash@0 不会被转换，它被如何处理完全由父节点的platform_driver决定 , 一般是被创建为一 * 个 spi_device
*/
spi {
compatile = "samsung,spi";
flash@0 {
compatible = "winbond,w25q32dw";
spi-max-frequency = <25000000>;
reg = <0>;
};
};
};
使用设备树后的platform_device如何与 platform_driver的匹配过程
比较
platform_device. driver_override和platform_driver.driver.name比较：
platform_device.dev.of_node和platform_driver.driver.of_match_table由设备树节点转换得来的
platform_device.dev中，含有一个结构体：of_node。
如果一个platform_driver支持设备树，它的
platform_driver.driver.of_match_table是一个数组，类型如下
使用设备树信息来判断dev和drv是否配对时，
首先：如果of_match_table中含有compatible值，就跟dev的compatile属性比较，若一致则成功，否则返回失败；
其次：如果of_match_table中含有type值，就跟dev的device_type属性比较，若一致则成功，否则返回失败；
最后：如果of_match_table中含有name值，就跟dev的name属性比较，若一致则成功，否则返回失败。
而设备树中建议不再使用devcie_type和name属性，所以基本上只使用设备节点的compatible属性来寻找匹配的platform_driver。
比较
platform_device. name和platform_driver.id_table[i].name，id_table中可能有多项platform_driver.id_table是
platform_device_id指针，表示该drv支持若干个device，它里面列出了各个device的{.name, .driver_data}，其中的“name”表示该drv支持的设备的名字，driver_data是些提供给该device的私有数据platform_driver.id_table可能为空，这时可以根据platform_driver.driver.name来寻找同名的platform_device。
设备树常用函数
常用头文件
1：处理DTB
of_fdt.h // dtb文件的相关操作函数, 我们一般用不到,
// 因为dtb文件在内核中已经被转换为device_node树(它更易于使用)
2:处理device_node
of.h // 提供设备树的一般处理函数,
// 比如 of_property_read_u32(读取某个属性的u32值),
// of_get_child_count(获取某个device_node的子节点数)
of_address.h // 地址相关的函数,
// 比如 of_get_address(获得reg属性中的addr, size值)
// of_match_device (从matches数组中取出与当前设备最匹配的一项)
of_dma.h // 设备树中DMA相关属性的函数
of_gpio.h // GPIO相关的函数
of_graph.h // GPU相关驱动中用到的函数, 从设备树中获得GPU信息
of_iommu.h // 很少用到
of_irq.h // 中断相关的函数
of_mdio.h // MDIO (Ethernet PHY) API
of_net.h // OF helpers for network devices.
of_pci.h // PCI相关函数
of_pdt.h // 很少用到
of_reserved_mem.h // reserved_mem的相关函数
处理 platform_device
of_platform.h // 把device_node转换为platform_device时用到的函数,
// 比如of_device_alloc(根据device_node分配设置platform_device),
// of_find_device_by_node (根据device_node查找到platform_device),
// of_platform_bus_probe (处理device_node及它的子节点)
of_device.h // 设备相关的函数, 比如 of_match_device
常用函数
of_find_device_by_node
函数原型为：
extern struct platform_device *of_find_device_by_node(struct device_node *np);
设备树中的每一个节点，在内核里都有一个device_node；你可以使用device_node去找到对应的platform_device。
platform_get_resource
这个函数跟设备树没什么关系，但是设备树中的节点被转换为platform_device后，设备树中的reg属性、interrupts属性也会被转换为“resource”。这时，你可以使用这个函数取出这些资源。 函数原型为：
/**
* platform_get_resource - get a resource for a device
* @dev: platform device
* @type: resource type // 取哪类资源？IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_REG
* // IORESOURCE_IRQ等
* @num: resource index // 这类资源中的哪一个？
*/
struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,
unsigned int type, unsigned int num);
对于设备树节点中的reg属性，它属性IORESOURCE_MEM类型的资源；
对于设备树节点中的interrupts属性，它属性IORESOURCE_IRQ类型的资源。
有些节点不会生成platform_device，怎么访问它们
内核会把dtb文件解析出一系列的device_node结构体，我们可以直接访问这些device_node。内核源码incldue/linux/of.h中声明了device_node和属性property的操作函数，device_node和property的结构体定义如下：
找到节点
of_find_node_by根据路径找到节点，比如“/”就对应根节点，“/memory”对应memory节点。 函数原型：static inline struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path);
of_find_node_by_name根据名字找到节点，节点如果定义了name属性，那我们可以根据名字找到它。 函数原型：extern struct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from, const char *name);
参数from表示从哪一个节点开始寻找，传入NULL表示从根节点开始寻找。 但是在设备树的官方规范中不建议使用“name”属性，所以这函数也不建议使用。
of_find_node_by_type根据类型找到节点，节点如果定义了device_type属性，那我们可以根据类型找到它。 函数原型：extern struct device_node *of_find_node_by_type(struct device_node *from, const char *type);
参数from表示从哪一个节点开始寻找，传入NULL表示从根节点开始寻找。 但是在设备树的官方规范中不建议使用“device_type”属性，所以这函数也不建议使用。
of_find_compatible_node根据compatible找到节点，节点如果定义了compatible属性，那我们可以根据compatible属性找到它。 函数原型：extern struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from, const char *type, const char *compat);
参数from表示从哪一个节点开始寻找，传入NULL表示从根节点开始寻找。 参数compat是一个字符串，用来指定compatible属性的值； 参数type是一个字符串，用来指定device_type属性的值，可以传入NULL。
of_find_node_by_phandle根据phandle找到节点。dts文件被编译为dtb文件时，每一个节点都有一个数字ID，这些数字ID彼此不同。可以使用数字ID来找到device_node。这些数字ID就是phandle。函数原型：extern struct device_node *of_find_node_by_phandle(phandle handle);
参数from表示从哪一个节点开始寻找，传入NULL表示从根节点开始寻找。
of_get_parent找到device_node的父节点。函数原型
extern struct device_node *of_get_parent(const struct device_node *node);
参数from表示从哪一个节点开始寻找，传入NULL表示从根节点开始寻找。
of_get_next_parent这个函数名比较奇怪，怎么可能有
next parent？它实际上也是找到device_node的父节点，跟of_get_parent的返回结果是一样的。 差别在于它多调用下列函数，把node节点的引用计数减少了1。这意味着调用of_get_next_parent之后，你不再需要调用of_node_put释放node节点。
of_node_put(node);
函数原型：
extern struct device_node *of_get_next_parent(struct device_node *node);
参数from表示从哪一个节点开始寻找，传入NULL表示从根节点开始寻找。
of_get_next_child取出下一个子节点。 函数原型：
extern struct device_node *of_get_next_child(const struct device_node *node, struct device_node *prev);
参数node表示父节点； prev表示上一个子节点，设为NULL时表示想找到第1个子节点。
不断调用of_get_next_child时，不断更新pre参数，就可以得到所有的子节点。
of_get_next_available_child取出下一个“可用”的子节点，有些节点的status是“disabled”，那就会跳过这些节点。函数原型：
struct device_node *of_get_next_available_child(const struct device_node *node, struct device_node *prev);
参数node表示父节点； prev表示上一个子节点，设为NULL时表示想找到第1个子节点。
of_get_child_by_name根据名字取出子节点。 函数原型：extern struct device_node *of_get_child_by_name(const struct device_node *node, const char *name);
参数node表示父节点； name表示子节点的名字。
找到属性
内核源码incldue/linux/of.h中声明了device_node的操作函数，当然也包括属性的操作函数。
of_find_property
找到节点中的属性。
函数原型：
extern struct property *of_find_property(const struct device_node *np,
const char *name,
int *lenp);
参数np表示节点，我们要在这个节点中找到名为name的属性。 lenp用来保存这个属性的长度，即它的值的长度。
在设备树中，节点大概是这样：
xxx_node {
xxx_pp_name = “hello”;
};
上述节点中，“xxx_pp_name”就是属性的名字，值的长度是6。
获取属性的值
of_get_property根据名字找到节点的属性，并且返回它的值。 函数原型：
/* * Find a property with a given name for a given node * and return the value. */ const void *of_get_property(const struct device_node *np, const char *name, int *lenp)
参数np表示节点，我们要在这个节点中找到名为name的属性，然后返回它的值。 lenp用来保存这个属性的长度，即它的值的长度。
of_property_count_elems_of_size根据名字找到节点的属性，确定它的值有多少个元素(elem)。 函数原型：
/* of_property_count_elems_of_size - Count the number of elements in a property * * @np: device node from which the property value is to be read. * @propname: name of the property to be searched. * @elem_size: size of the individual element * * Search for a property in a device node and count the number of elements of * size elem_size in it. Returns number of elements on sucess, -EINVAL if the * property does not exist or its length does not match a multiple of elem_size * and -ENODATA if the property does not have a value. */ int of_property_count_elems_of_size(const struct device_node *np, const char *propname, int elem_size)
参数np表示节点，我们要在这个节点中找到名为propname的属性，然后返回下列结果：
return prop->length / elem_size;
在设备树中，节点大概是这样：
xxx_node { xxx_pp_name = <0x50000000 1024> <0x60000000 2048>; };
调用of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 8)时，返回值是2； 调用of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 4)时，返回值是4。
读整数u32/u64
函数原型为：
static inline int of_property_read_u32(const struct device_node *np, const char *propname, u32 *out_value); extern int of_property_read_u64(const struct device_node *np, const char *propname, u64 *out_value);
在设备树中，节点大概是这样：
xxx_node { name1 = <0x50000000>; name2 = <0x50000000 0x60000000>; };
调用of_property_read_u32 (np, “name1”, &val)时，val将得到值0x50000000； 调用of_property_read_u64 (np, “name2”, &val)时，val将得到值0x0x6000000050000000。
读某个整数u32/u64
函数原型为：
extern int of_property_read_u32_index(const struct device_node *np, const char *propname, u32 index, u32 *out_value);
在设备树中，节点大概是这样：
xxx_node { name2 = <0x50000000 0x60000000>; };
调用of_property_read_u32 (np, “name2”, 1, &val)时，val将得到值0x0x60000000。
读数组
函数原型为：
int of_property_read_variable_u8_array(const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_values, size_t sz_min, size_t sz_max); int of_property_read_variable_u16_array(const struct device_node *np, const char *propname, u16 *out_values, size_t sz_min, size_t sz_max); int of_property_read_variable_u32_array(const struct device_node *np, const char *propname, u32 *out_values, size_t sz_min, size_t sz_max); int of_property_read_variable_u64_array(const struct device_node *np, const char *propname, u64 *out_values, size_t sz_min, size_t sz_max);
在设备树中，节点大概是这样：
xxx_node { name2 = <0x50000012 0x60000034>; };
上述例子中属性name2的值，长度为8。
调用of_property_read_variable_u8_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)时，out_values中将会保存这8个字节： 0x12,0x00,0x00,0x50,0x34,0x00,0x00,0x60。 调用of_property_read_variable_u16_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)时，out_values中将会保存这4个16位数值： 0x0012, 0x5000,0x0034,0x6000。
总之，这些函数要么能取到全部的数值，要么一个数值都取不到； 如果值的长度在sz_min和sz_max之间，就返回全部的数值；否则一个数值都不返回。
读字符串 函数原型为：
int of_property_read_string(const struct device_node *np, const char *propname, const char **out_string);
返回节点np的属性(名为propname)的值，(*out_string)指向这个值，把它当作字符串。
编写设备树驱动程序
实际工作中工作中，驱动要求设备树节点提供什么，我们就得按这要求去编写设备树。但是，匹配过程所要求的东西是固定的：
设备树要有compatible属性，它的值是一个字符串
platform_driver中要有of_match_table，其中一项的.compatible成员设置为一个字符串
上述2个字符串要一致。
如下图所示：
设备树驱动编写步骤
参见【04.led_driver_device_tree】工程
构建自己的of_device_id结构体，里面是设备树要匹配的属性compatible；
static const struct of_device_id led_match_table[] = { /* 设备树匹配表 */ { .compatible = "xym-led" }, { }, };
构建自己的platform驱动结构体，并填充struct of_device_id到里面
static struct platform_driver led_driver = { .driver = { .name = "xym-led", /* 驱动名字，用于和设备匹配 */ .of_match_table = led_match_table, }, .probe = led_probe, .remove = led_remove, };
入口函数
注册自己的 platform_driver 到平台的总线驱动链表里面注册的过程中会根据匹配规则 到【总线平台设备链表】里面找，如果匹配成功会调用驱动里面的platform_driver下的probe函数
static int __init led_init(void) { printk("%s %s line %d:insmod !\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); return platform_driver_register(&led_driver); }
probe函数匹配成功后调用,首先获取设备树节点内容
probe函数完成，新字符设备驱动的注册工作
static int led_probe(struct platform_device *dev) { /* * 4：匹配成功后，获取设备树中的属性数据 */ g_led_dev.nd = of_find_node_by_path("/xym_led"); if(g_led_dev.nd == NULL) { printk("xym-led node not find!\r\n"); return -EINVAL; } else { printk("xym-led node find!\r\n"); } /* * 5：剩下的又回到新字符设备那一套了 */ /* * 5.2：在probe函数中，申请设备号，把fp占着该设备号对应的槽 */ if(g_led_dev.major){ g_led_dev.devid = MKDEV(g_led_dev.major, 0); register_chrdev_region(g_led_dev.devid, 1, "xym_led"); }else{ alloc_chrdev_region(&g_led_dev.devid, 0, 1, "xym_led"); /* 申请设备号 */ g_led_dev.major = MAJOR(g_led_dev.devid); /* 获取主设备号 */ g_led_dev.minor = MINOR(g_led_dev.devid); /* 获取次设备号 */ } /* * 5.3：初始化cdev 并添加到内核 */ g_led_dev.cdev.owner = THIS_MODULE; cdev_init(&g_led_dev.cdev, &led_fops); cdev_add(&g_led_dev.cdev, g_led_dev.devid, 1); /* * 5.4：创建类 */ g_led_dev.class = class_create(THIS_MODULE, "xym_led_class"); if (IS_ERR(g_led_dev.class)) { return PTR_ERR(g_led_dev.class); } /* * 5.5：在类下创建设备节点 */ g_led_dev.device = device_create(g_led_dev.class, NULL, g_led_dev.devid, NULL, "xym_led"); /* /dev/xym_led */ if (IS_ERR(g_led_dev.device)) { return PTR_ERR(g_led_dev.device); } printk("%s %s line %d:led_probe !\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); return 0; }
出口函数，当用户卸载该驱动的时候会调用
static void __exit led_exit(void) { /* * 6：如果用户卸载该驱动的时候，会到这里，把平台驱动从总线中去掉 */ printk("%s %s line %d: rmmod ! \n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__); platform_driver_unregister(&led_driver); }
设备树代码
xym_led{
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "xym-led";
status = "okay";
reg = < 0x20C406C 0X04 /* CCM_CCGR1_BASE */
0x2290014 0X04 /* IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 */
0x020AC000 0X04 /* GPIO5_DR_BASE */
0x020AC004 0X04 >; /* GPIO5_GDIR_BASE */
};
在open函数中完成硬件的初始化，
void hw_led_init(struct device_node *nd)
{
u32 val = 0;
int ret;
u32 regdata[14];
const char *str;
struct property *proper;
/* 2、获取compatible属性内容 */
proper = of_find_property(nd, "compatible", NULL);
if(proper == NULL) {
printk("compatible property find failed\r\n");
} else {
printk("compatible = %s\r\n", (char*)proper->value);
}
/* 3、获取status属性内容 */
ret = of_property_read_string(nd, "status", &str);
if(ret < 0){
printk("status read failed!\r\n");
} else {
printk("status = %s\r\n",str);
}
/* 4、获取reg属性内容 */
ret = of_property_read_u32_array(nd, "reg", regdata, 8);
if(ret < 0) {
printk("reg property read failed!\r\n");
} else {
u8 i = 0;
printk("reg data:\r\n");
for(i = 0; i < 8; i++)
printk("%#X ", regdata[i]);
printk("\r\n");
}
CCM_CCGR1 = of_iomap(nd, 0);
IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = of_iomap(nd, 1);
GPIO5_DR = of_iomap(nd, 2);
GPIO5_GDIR = of_iomap(nd, 3);
/* GPIO5_IO03 */
/* a. 使能GPIO5
* set CCM to enable GPIO5
* CCM_CCGR1[CG15] 0x20C406C
* bit[31:30] = 0b11
*/
val = readl(CCM_CCGR1);
val &= ~(3 << 30); /* 清除以前的设置 */
val |= (3 << 30); /* 设置新值 */
writel(val, CCM_CCGR1);
/* b. 设置GPIO5_IO03用于GPIO
* set IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3
* to configure GPIO5_IO03 as GPIO
* IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 0x2290014
* bit[3:0] = 0b0101 alt5
*/
val = readl(IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3);
val &= ~(0xf);
val |= (5);
writel(val,IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3);
/* b. 设置GPIO5_IO03作为output引脚
* set GPIO5_GDIR to configure GPIO5_IO03 as output
* GPIO5_GDIR 0x020AC000 + 0x4
* bit[3] = 0b1
*/
val = readl(GPIO5_GDIR);
val &= ~(1 << 3); /* 清除以前的设置 */
val |= (1 << 3); /* 设置为输出 */
writel(val, GPIO5_GDIR);
/* 默认关闭LED1 */
val = readl(GPIO5_DR);
val |= (1 << 3) ;
writel(val, GPIO5_DR);
}