openwrt DTSI文件解译

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aiot_bigbear 发表于 2022/09/25 04:02:55 2022/09/25
【摘要】 DTS是Device Tree Source的缩写,用来描述设备的硬件细节。在过去的ARM Linux中,arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码,相当多数的代码只是在描述板级细节,而这些板级细节对于内核来讲,不过是垃圾,如板上的platform设备、resource、i2c_boa...

DTS是Device Tree Source的缩写,用来描述设备的硬件细节。在过去的ARM Linux中,arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码,相当多数的代码只是在描述板级细节,而这些板级细节对于内核来讲,不过是垃圾,如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各种硬件的platform_data。为了去掉这些垃圾代码,Linux采用DTS这种新的数据结构来描述硬件设备。采用Device Tree后,许多硬件的细节可以直接透过它传递给Linux,而不再需要在kernel中进行大量的冗余编码。

       有关DTS的语法格式,网上有很多资料,这里我就不再赘述了。本文主要讲Linux是怎样加载DTS设备节点的流程。下面以高通QCT8974平台(Linux内核)为例进行讲解:

(1)使用DTS注册平台总线的过程

       在讲注册过程之前,我们先看看DTS是怎样描述平台总线结构的,以i2c总线为例:

[cpp]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. / {  
  2.     model = "Qualcomm MSM 8974";  
  3.     compatible = "qcom,msm8974";  
  4.     interrupt-parent = <&intc>;  
  5.   
  6.   
  7.     aliases {  
  8.         spi0 = &spi_0;  
  9.         spi7 = &spi_7;  
  10.         sdhc1 = &sdhc_1; /* SDC1 eMMC slot */  
  11.         sdhc2 = &sdhc_2; /* SDC2 SD card slot */  
  12.         sdhc3 = &sdhc_3; /* SDC3 SDIO slot */  
  13.         sdhc4 = &sdhc_4; /* SDC4 SDIO slot */  
  14.     };  
  15.   
  16.     memory {  
  17.         secure_mem: secure_region {  
  18.             linux,contiguous-region;  
  19.             reg = <0 0x7800000="">;  
  20.             label = "secure_mem";  
  21.         };  
  22.   
  23.   
  24.         adsp_mem: adsp_region {  
  25.             linux,contiguous-region;  
  26.             reg = <0 0x2000000="">;  
  27.             label = "adsp_mem";  
  28.         };  
  29.     };  
  30.   
  31.   
  32.     intc: interrupt-controller@F9000000 {  
  33.         compatible = "qcom,msm-qgic2";  
  34.         interrupt-controller;  
  35.         #interrupt-cells = <3>;  
  36.         reg = <0xf9000000 0x1000="">,  
  37.               <0xf9002000 0x1000="">;  
  38.     };  
  39.   
  40.   
  41.     msmgpio: gpio@fd510000 {  
  42.         compatible = "qcom,msm-gpio";  
  43.         gpio-controller;  
  44.         #gpio-cells = <2>;  
  45.         interrupt-controller;  
  46.         #interrupt-cells = <2>;  
  47.         reg = <0xfd510000 0x4000="">;  
  48.         ngpio = <146>;  
  49.         interrupts = <0 208="" 0="">;  
  50.         qcom,direct-connect-irqs = <8>;  
  51.     };  
  52.   
  53.   
  54.     wcd9xxx_intc: wcd9xxx-irq {  
  55.         compatible = "qcom,wcd9xxx-irq";  
  56.         interrupt-controller;  
  57.         #interrupt-cells = <1>;  
  58.         interrupt-parent = <&msmgpio>;  
  59.         interrupts = <72 0="">;  
  60.         interrupt-names = "cdc-int";  
  61.     };  
  62.   
  63.   
  64.     timer {  
  65.         compatible = "arm,armv7-timer";  
  66.         interrupts = <1 2="" 0="" 1="" 3="" 0="">;  
  67.         clock-frequency = <19200000>;  
  68.     };  
  69.   
  70.   
  71.     i2c_0: i2c@f9967000 { /* BLSP#11 */  
  72.         cell-index = <0>;  
  73.         compatible = "qcom,i2c-qup";  
  74.         reg = <0xf9967000 0x1000="">;  
  75.         #address-cells = <1>;  
  76.         #size-cells = <0>;  
  77.         reg-names = "qup_phys_addr";  
  78.         interrupts = <0 105="" 0="">;  
  79.         interrupt-names = "qup_err_intr";  
  80.         qcom,i2c-bus-freq = <100000>;  
  81.         qcom,i2c-src-freq = <50000000>;  
  82.     };  
  83.   
  84.   
  85.     i2c_2: i2c@f9924000 {  
  86.         cell-index = <2>;  
  87.         compatible = "qcom,i2c-qup";  
  88.         reg = <0xf9924000 0x1000="">;  
  89.         #address-cells = <1>;  
  90.         #size-cells = <0>;  
  91.         reg-names = "qup_phys_addr";  
  92.         interrupts = <0 96="" 0="">;  
  93.         interrupt-names = "qup_err_intr";  
  94.         qcom,i2c-bus-freq = <100000>;  
  95.         qcom,i2c-src-freq = <50000000>;  
  96.     };  
  97.   
  98.   
  99.     spi_0: spi@f9923000 {  
  100.         compatible = "qcom,spi-qup-v2";  
  101.         reg = <0xf9923000 0x1000="">;  
  102.         interrupts = <0 95="" 0="">;  
  103.         spi-max-frequency = <19200000>;  
  104.         #address-cells = <1>;  
  105.         #size-cells = <0>;  
  106.         gpios = <&msmgpio 3 0>, /* CLK  */  
  107.             <&msmgpio 1 0>, /* MISO */  
  108.             <&msmgpio 0 0>; /* MOSI */  
  109.         cs-gpios = <&msmgpio 9 0>;  
  110.     };  
  111. };  


Linux在启动后,到C入口时,会执行以下操作,加载系统平台上的总线和设备:

start_kernel() --> setup_arch() --> unflatten_device_tree() 

unflatten_device_tree()的代码如下:

[cpp]  view plain copy 在CODE上查看代码片 派生到我的代码片
  1. void __init unflatten_device_tree(void)  
  2. {  
  3.     __unflatten_device_tree(initial_boot_params, &allnodes,  
  4.                 early_init_dt_alloc_memory_arch);  
  5.   
  6.     /* Get pointer to "/chosen" and "/aliasas" nodes for use everywhere */  
  7.     of_alias_scan(early_init_dt_alloc_memory_arch);  
  8. }  

在执行完unflatten_device_tree()后,DTS节点信息被解析出来,保存到allnodes链表中,allnodes会在后面被用到。

随后,当系统启动到board文件时,会调用.init_machine,高通8974平台对应的是msm8974_init()。接着调用of_platform_populate(....)接口,加载平台总线和平台设备。至此,系统平台上的所有已配置的总线和设备将被注册到系统中。注意:不是dtsi文件中所有的节点都会被注册,在注册总线和设备时,会对dts节点的状态作一个判断,如果节点里面的status属性没有被定义,或者status属性被定义了并且值被设为“ok”或者“okay”,其他情况则不被注册到系统中。


2)使用DTS注册总线设备的过程

       上面讲了Linux怎样使用DTS注册平台总线和平台设备到系统中,那么其他设备,例如i2c、spi设备是怎样注册到系统中的呢?下面我们就以i2c设备为例,讲解Linux怎样注册i2c设备到系统中。

 以高通8974平台为例,在注册i2c总线时,会调用到qup_i2c_probe()接口,该接口用于申请总线资源和添加i2c适配器。在成功添加i2c适配器后,会调用of_i2c_register_devices()接口。此接口会解析i2c总线节点的子节点(挂载在该总线上的i2c设备节点),获取i2c设备的地址、中断号等硬件信息。然后调用request_module()加载设备对应的驱动文件,调用i2c_new_device(),生成i2c设备。此时设备和驱动都已加载,于是drvier里面的probe方法将被调用。后面流程就和之前一样了。


       简而言之,Linux采用DTS描述设备硬件信息后,省去了大量板文件垃圾信息。Linux在开机启动阶段,会解析DTS文件,保存到全局链表allnodes中,在掉用.init_machine时,会跟据allnodes中的信息注册平台总线和设备。值得注意的是,加载流程并不是按找从树根到树叶的方式递归注册,而是只注册根节点下的第一级子节点,第二级及之后的子节点暂不注册。Linux系统下的设备大多都是挂载在平台总线下的,因此在平台总线被注册后,会根据allnodes节点的树结构,去寻找该总线的子节点,所有的子节点将被作为设备注册到该总线上。

文章来源: blog.csdn.net,作者:悟空胆好小,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。

原文链接:blog.csdn.net/xushx_bigbear/article/details/46608037

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