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高通平台8953 Linux DTS(Device Tree Source)设备树详解之一(背景基础知识篇)
高通平台8953Linux DTS(Device Tree Source)设备树详解之二（DTS设备树匹配过程）
高通平台8953Linux DTS(Device Tree Source)设备树详解之三(高通MSM8953 android7.1实例分析篇)
有上一篇文章，我们了解了dts的背景知识和相关基础，这次我们对应实际设备进行一下相关分析。
DTS设备树的匹配过程
一个dts文件确定一个项目，多个项目可以包含同一个dtsi文件。找到该项目对应的dts文件即找到了该设备树的根节点。
kernel\arch\arm\boot\dts\qcom\sdm630-mtp.dts
[objc]view plain copy/*Copyright(c),TheLinuxFoundation.Allrightsreserved.**Thisprogramisfreesoftware;youcanredistributeitand/ormodify*itunderthetermsoftheGNUGeneralPublicLicenseversion2and*onlyversion2aspublishedbytheFreeSoftwareFoundation.**Thisprogramisdistributedinthehopethatitwillbeuseful,*butWITHOUTANYWARRANTY;withouteventheimpliedwarrantyof*MERCHANTABILITYorFITNESSFORAPARTICULARPURPOSE.Seethe*GNUGeneralPublicLicenseformoredetails.*//dts-v1/;#include"sdm630.dtsi"#include"sdm630-mtp.dtsi"//#include"sdm660-external-codec.dtsi"#include"sdm660-internal-codec.dtsi"#include"synaptics-dsx-i2c.dtsi"/{model="QualcommTechnologies,Inc.SDM630PM660+PM660LMTP";compatible="qcom,sdm630-mtp","qcom,sdm630","qcom,mtp";qcom,board-id=<80>;qcom,pmic-id=<0x0001001b0x0101011a0x00x0>,<0x0001001b0x011a0x00x0>;};&tavil_snd{qcom,msm-mbhc-moist-cfg=<0>,<0>,<3>;};
当然devicetree的根节点也是需要和板子进行匹配的，这个匹配信息存放在sbl（second boot loader）中，对应dts文件中描述的board-id（上面代码中的qcom,board-id属性），通过共享内存传递给bootloader，由bootloader将此board-id匹配dts文件（devicetree的根节点文件），将由dtc编译后的dts文件（dtb文件）加载到内存，然后在kernel中展开dts树，并且挂载dts树上的所有设备。
（ps：cat /proc/cmdline 查看cmdline）
Dts中相关符号的含义
/ 根节点
@ 如果设备有地址，则由此符号指定
& 引用节点
: 冒号前的label是为了方便引用给节点起的别名，此label一般使用为&label
, 属性名称中可以包含逗号。如compatible属性的名字 组成方式为"[manufacturer], [model]"，加入厂商名是为了避免重名。自定义属性名中通常也要有厂商名，并以逗号分隔。
# #并不表示注释。如 #address-cells ，#size-cells 用来决定reg属性的格式。
空属性并不一定表示没有赋值。如 interrupt-controller 一个空属性用来声明这个node接收中断信号
数据类型
“” 引号中的为字符串，字符串数组：”strint1”,”string2”,”string3”
< > 尖括号中的为32位整形数字，整形数组<12 3 4>
[ ] 方括号中的为32位十六进制数，十六机制数据[0x11 0x12 0x13] 其中0x可省略
构成节点名的有效字符：
构成属性名的有效字符：
DTS中几个难理解的属性的解释
a. 地址
设备的地址特性根据一下几个属性来控制：
[objc]view plain copyreg#address-cells#size-cells
reg意为region，区域。格式为：
[objc]view plain copyreg=<address1length1[address2length2][address3length3]>;
父类的address-cells和size-cells决定了子类的相关属性要包含多少个cell，如果子节点有特殊需求的话，可以自己再定义，这样就可以摆脱父节点的控制。
address-cells决定了address1/2/3包含几个cell，size-cells决定了length1/2/3包含了几个cell。本地模块例如：
[objc]view plain copyspi@10115000{compatible="arm,pl022";reg=<0x101150000x1000>;};
位于0x10115000的SPI设备申请地址空间，起始地址为0x10115000，长度为0x1000，即属于这个SPI设备的地址范围是0x10115000~0x10116000。
实际应用中，有另外一种情况，就是通过外部芯片片选激活模块。例如，挂载在外部总线上，需要通过片选线工作的一些模块：
[objc]view plain copyexternal-bus{#address-cells=<2>#size-cells=<1>;ethernet@0,0{compatible="smc,smc91c111";reg=<000x1000>;};i2c@1,0{compatible="acme,a1234-i2c-bus";#address-cells=<1>;#size-cells=<0>;reg=<100x1000>;rtc@58{compatible="maxim,ds1338";reg=<58>;};};flash@2,0{compatible="samsung,k8f1315ebm","cfi-flash";reg=<200x4000000>;};};
external-bus使用两个cell来描述地址，一个是片选序号，另一个是片选序号上的偏移量。而地址空间长度依然用一个cell来描述。所以以上的子设备们都需要3个cell来描述地址空间属性——片选、偏移量、地址长度。在上个例子中，有一个例外，就是i2c控制器模块下的rtc模块。因为I2C设备只是被分配在一个地址上，不需要其他任何空间，所以只需要一个address的cell就可以描述完整，不需要size-cells。
当需要描述的设备不是本地设备时，就需要描述一个从设备地址空间到CPU地址空间的映射关系，这里就需要用到ranges属性。还是以上边的external-bus举例：
[objc]view plain copy#address-cells=<1>;#size-cells=<1>;...external-bus{#address-cells=<2>#size-cells=<1>;ranges=<000x101000000x10000//Chipselect1,Ethernet100x101600000x10000//Chipselect2,i2ccontroller200x300000000x1000000>;//Chipselect3,NORFlash};
ranges属性为一个地址转换表。表中的每一行都包含了子地址、父地址、在自地址空间内的区域大小。他们的大小（包含的cell）分别由子节点的address-cells的值、父节点的address-cells的值和子节点的size-cells来决定。以第一行为例：
·0 0 两个cell，由子节点external-bus的address-cells=<2>决定；
·0x10100000 一个cell，由父节点的address-cells=<1>决定；
·0x10000 一个cell，由子节点external-bus的size-cells=<1>决定。
最终第一行说明的意思就是：片选0，偏移0（选中了网卡），被映射到CPU地址空间的0x10100000~0x10110000中，地址长度为0x10000。
b. 中断
描述中断连接需要四个属性：
1. interrupt-controller 一个空属性用来声明这个node接收中断信号；
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单位做中断描述符；
3. interrupt-parent 标识此设备节点属于哪一个中断控制器，如果没有设置这个属性，会自动依附父节点的；
4. interrupts 一个中断标识符列表，表示每一个中断输出信号。
如果有两个，第一个是中断号，第二个是中断类型，如高电平、低电平、边缘触发等触发特性。对于给定的中断控制器，应该仔细阅读相关文档来确定其中断标识该如何解析。一般如下：
二个cell的情况
第一个值： 该中断位于他的中断控制器的索引；
第二个值：触发的type
固定的取值如下：
1 = low-to-high edge triggered
2 = high-to-low edge triggered
4 = active high level-sensitive
8 = active low level-sensitive
三个cell的情况
第一个值：中断号
第二个值：触发的类型
第三个值：优先级，0级是最高的，7级是最低的；其中0级的中断系统当做 FIQ处理。
c. 其他
除了以上规则外，也可以自己加一些自定义的属性和子节点，但是一定要符合以下的几个规则：
1.新的设备属性一定要以厂家名字做前缀，这样就可以避免他们会和当前的标准属性存在命名冲突问题；
2.新加的属性具体含义以及子节点必须加以文档描述，这样设备驱动开发者就知道怎么解释这些数据了。描述文档中必须特别说明compatible的value的意义，应该有什么属性，可以有哪个（些）子节点，以及这代表了什么设备。每个独立的compatible都应该由单独的解释。
新添加的这些要发送到devicetree-discuss@邮件列表中进行review，并且检查是否会在将来引发其他的问题。
DTS设备树描述文件中什么代表总线，什么代表设备
一个含有compatible属性的节点就是一个设备。包含一组设备节点的父节点即为总线。
由DTS到device_register的过程
dts描述的设备树是如何通过register_device进行设备挂载的呢？我们来进行一下代码分析
在arch/arm/mach-******/******.c找到DT_MACHINE_START 和 MACHINE_END 宏, 如下:
[objc]view plain copyDT_MACHINE_START(******_DT,"*************SoC(FlattenedDeviceTree)").atag_offset=0x100,.dt_compat=******_dt_compat,//匹配dts.map_io=******_map_io,//板级地址内存映射,linuxmmu.init_irq=irqchip_init,//板级中断初始化..init_time=******_timer_and_clk_init,//板级时钟初始化,如ahb,apb等.init_machine=******_dt_init,//这里是解析dts文件入口..restart=******_restart,//重启,看门狗寄存器相关可以在这里设置MACHINE_END 其中.dt_compat = ******_dt_compat 这个结构体是匹配是哪个dts文件, 如:
[objc]view plain copystaticconstcharchar*constconst******_dt_compat[]={"******,******-soc",NULL}; 这个"******,******-soc" 字符串可以在我们的dts的根节点下可以找到.
好了, 我们来看看init_machine = ******_dt_init 这个回调函数.
1.arch/arm/mach-******/******.c : void __init ******_dt_init(void)
******_dt_init(void) --> of_platform_populate(NULL,of_default_bus_match_table, NULL, NULL);
of_default_bus_match_table 这个是structof_device_id的全局变量.
[objc]view plain copyconststructof_device_idof_default_bus_match_table[]={{.compatible="simple-bus",},#ifdefCONFIG_ARM_AMBA{.compatible="arm,amba-bus",},#endif/*CONFIG_ARM_AMBA*/{}/*Emptyterminatedlist*/}; 我们设计dts时, 把一些需要指定寄存器基地址的设备放到以compatible = "simple-bus"为匹配项的设备节点下. 下面会有介绍为什么.
2.drivers/of/platform.c : int of_platform_populate(...)
of_platform_populate(...) --> of_platform_bus_create(...)
// 在这之前, 会有of_get_property(bus,"compatible", NULL)
// 检查是否有compatible, 如果没有, 返回, 继续下一个, 也就是说没有compatible, 这个设备不会被注册
[objc]view plain copyfor_each_child_of_node(root,child){printk("[%s%s%d]child->name=%s,child->full_name=%s\n",__FILE__,__func__,__LINE__,child->name,child->full_name);rc=of_platform_bus_create(child,matches,lookup,parent,true);if(rc)break;} 论询dts根节点下的子设备, 每个子设备都要of_platform_bus_create(...);
全部完成后, 通过 of_node_put(root);释放根节点, 因为已经处理完毕;
3.drivers/of/platform.c : of_platform_bus_create(bus, ...)
[objc]view plain copydev=of_platform_device_create_pdata(bus,bus_id,platform_data,parent);//我们跳到3-1步去运行if(!dev||!of_match_node(matches,bus))//就是匹配//dt_compat=******_dt_compat,也就是compatible="simple-bus",//如果匹配成功,以本节点为父节点,继续轮询本节点下的所有子节点return0;for_each_child_of_node(bus,child){pr_debug("createchild:%s\n",child->full_name);rc=of_platform_bus_create(child,matches,lookup,&dev->dev,strict);//dev->dev以本节点为父节点,我们跳到3-2-1步去运行if(rc){of_node_put(child);break;}} 3-1.drivers/of/platform.c : of_platform_device_create_pdata(...)
[objc]view plain copyif(!of_device_is_available(np))//查看节点是否有效,如果节点有'status'属性,必须是okay或者是ok,才是有效,没有'status'属性,也有效returnNULL;dev=of_device_alloc(np,bus_id,parent);//alloc设备,设备初始化.返回dev,所有的设备都可认为是platform_device,跳到3-1-1看看函数做了什么事情if(!dev)returnNULL;#ifdefined(CONFIG_MICROBLAZE)dev->archdata.dma_mask=0xffffffffUL;#endifdev->dev.coherent_dma_mask=DMA_BIT_MASK(32);//dev->dev是structdevice.继续初始化dev->dev.bus=&platform_bus_type;//dev->dev.platform_data=platform_data;printk("[%s%s%d]of_device_add(deviceregister)np->name=%s\n",__FILE__,__func__,__LINE__,np->name);if(of_device_add(dev)!=0){//注册device,of_device_add(...)-->device_add(...)//Thisispart2ofdevice_register()platform_device_put(dev);returnNULL;} 3-1-1. drivers/of/platform.c : of_device_alloc(...)
1) alloc platform_device *dev
2) 如果有reg和interrupts的相关属性, 运行of_address_to_resource 和of_irq_to_resource_table, 加入到dev->resource
[objc]view plain copydev->num_resources=num_reg+num_irq;dev->resource=res;for(i=0;i<num_reg;i++,res++){rc=of_address_to_resource(np,i,res);/*printk("[%s%s%d]res->name=%s,res->start=0x%X,res->end=0x%X\n",__FILE__,__func__,__LINE__,res->name,res->start,res->end);*/WARN_ON(rc);}WARN_ON(of_irq_to_resource_table(np,res,num_irq)!=num_irq); 3) dev->dev.of_node = of_node_get(np);
// 这个node属性里有compatible属性, 这个属性从dts来, 后续driver匹配device时, 就是通过这一属性进匹配
// 我们可以通过添加下面一句话来查看compatible.
// printk("[%s %s %d]bus->name = %s, of_get_property(...) = %s\n", __FILE__, __func__,__LINE__, np->name, (char*)of_get_property(np, "compatible",NULL));
// node 再给dev, 后续给驱动注册使用.
4) 运行 of_device_make_bus_id 设定device的名字, 如: soc.2 或 ac000000.serial 等
3-2.drivers/of/platform.c :
以 compatible = "simple-bus"的节点的子节点都会以这个节点作为父节点在这步注册设备.
至此从dts文件的解析到最终调用of_device_add进行设备注册的过程就比较清晰了。
查看挂载上的所有设备
cd /sys/devices/ 查看注册成功的设备 对应devicetree中的设备描述节点
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