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Linux dtsの用途は何ですか
- 青灯夜游オリジナル
- 2023-03-14 10:34:081564ブラウズ
Linux では、dts はデバイス情報を記述するために使用されるデバイス ツリー ソース ファイルであり、デバイス ツリー テクノロジによってデバイスのハードウェア リソース情報が dts ファイルに書き込まれます。デバイス ツリー ソース ファイル dts は dtb バイナリにコンパイルされ、ブートローダーの実行時にオペレーティング システムに渡されます。オペレーティング システムはそれを解析および展開して、ハードウェア デバイスのトポロジ図を生成します。このトポロジ図を使用して、コンパイル プロセスで次のことができます。システムが提供するインターフェースを介して、デバイスツリーのノードおよび属性情報を取得します。
#このチュートリアルの動作環境: linux7.3 システム、Dell G3 コンピューター。
1. デバイス ツリーとは何ですか?
デバイス ツリー (dt: デバイス ツリー) は、Linux カーネルで使用されるパラメータ表現および転送テクノロジです。システムのブート フェーズでのデバイスの初期化中に、デバイス ツリーに記述されたハードウェア情報がデバイス ツリーに転送されます。オペレーション システム;
-
dts (デバイス ツリー ソース): デバイス情報を記述するデバイス ツリー ソース ファイル;
デバイス ツリー ソース ファイル dts は、dtb バイナリにコンパイルされます。ブートローダー それは実行時にオペレーティング システムに渡され、オペレーティング システムはこれを解析および展開してハードウェア デバイスのトポロジ図を生成します。このトポロジ図では、デバイス ツリーのノードおよび属性情報を、ブートローダを通じて直接取得できます。コンパイル プロセス中にシステムによって提供されるインターフェイス
dtc(デバイス ツリー コンパイラ): デバイス ツリーのコンパイル/逆コンパイル/デバッグ ツール;
-
dtb(デバイス ツリー バイナリ) : バイナリ デバイス ツリー イメージ;
dtsi (デバイス ツリー ソース インクルード): デバイス ツリー ファイルと同様に機能し、以下から参照できるヘッダ ファイルインクルードによる dts ファイル。dtsi ファイルは通常、共通部分を記述します。
#2. デバイス ツリーはどのような問題を解決しますか?
デバイスドライバーのソースコードは、ハードウェアの動作方法であるドライバーコードと、ハードウェアのリソースやデータであるデバイスコードに分かれています。ドライバー コードとデバイス コードが一致すると、ドライバーのプローブ関数が呼び出されます。プローブ関数は、デバイス コードのリソースを使用して初期化します。デバイス;
デバイス ツリーの前に、デバイス コードはカーネル ソース コードに直接書き込まれ、platform_device 構造体の形式で存在しました。ドライバー コードとデバイス コードもプラットフォーム バス上で一致しました。デバイス リソースを変更する必要がある場合は、カーネル ソースを変更する必要があります。 code;
デバイスツリー技術は、デバイスのハードウェアリソース情報をdtsファイルに書き込みますので、変更が必要な場合はdtsファイルを変更してください。カーネルの変更は必要ありません。ソース コード;
デバイス ツリー テクノロジを使用しない: カーネル ソース コードには大量のデバイス ハードウェア記述情報が詰め込まれるため、カーネル ソース コードは増加し続けますが、ハードウェア記述情報コードとカーネル関数の増加 関連なし;
-
デバイス ツリー テクノロジを使用した後: デバイスのハードウェア記述情報は dts ファイル内にあり、変更は簡単ですが、カーネルは、dts ファイル形式を解析するコードを追加する必要があります。
3. デバイス ツリーはどのように機能しますか?
#ドライバー開発 または、将来ドライバー コードが適切なデバイス ハードウェア情報と一致できるように、ハードウェアに応じて dts ファイルを作成/変更します。
カーネルをコンパイルするとき、カーネルは最初に dtc をコンパイルし、次にその dtc を使用して dts ファイルが dtb にコンパイルされます;
uboot が開始されるときカーネルを起動すると、カーネル イメージと dtb をメモリに再配置し、dtb のメモリ アドレスをカーネルに伝えます。
カーネル起動の初期段階で、内部関数が呼び出されます。 dtb を解析し、ハードウェア情報を取得した後、ハードウェア関数に組み立て、最終的にドライバー コード (
4) と照合します。デバイスツリーソースコードのdtsファイル形式の説明
##4.1. カーネルソースコードにおけるdtsファイルの格納場所
arm アーキテクチャ: Arch/arm/boot/dts ディレクトリ内
- コメントには /* */ を使用します。# で始まるものはコメントではないことに注意してください。
- # #セミコロンは段落ブロック間の区切りです。記号、{}、[]、 は段落ブロックのカプセル化記号であり、C 言語クラス
- /dts -v1/ ノードは dt のバージョン番号を表します。現在はすべて v1
- /{} がルート ノードです。理論的には、ルート ノードは 1 つだけあるはずです。その dtc はすべてのルート ノードを同じ
[label:] <node-name> [@<unit-address>]{
[property]
[child nodes]
[child nodes]
......
};</unit-address></node-name>
[]: を示します。 : 省略できないことを示します;- [label:]: label はラベル名です。ノードへのアクセスを容易にするために、ノードにアクセスできます。後で &label を使用して直接実行します。
node-name：节点名称。根节点的名称必须是/
[@unit-address]：unit-address是设备地址，如cpu node就是0、1这种，reg node就是0x12010000这种；
cpus {
/* 下面三项是cpus节点的属性 */
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
enable-method = "hisilicon,hi3516dv300";
/* 下面是子节点 */
cpu@0 {
device_type = "cpu";
compatible = "arm,cortex-a7";
clock-frequency = <HI3516DV300_FIXED_1000M>;
reg = <0>;
};
};cpus是cpu的父节点，从形式来能直观的看出来，cpu节点是被cpus节点的大括号括起来的；
cpus节点省略了标签名和设备地址，只有节点名称；
5、节点属性分析
/{
gpx1:gpx1{
controller;
#gpio-cells=<2>;
};
key@11400c24{
compatible="fs4412,key";
reg=<0x11400c24 0x4>;
intn-key=<&gpx1 2 2>;
}
}gpio-controller：说明该节点描述的是一个gpio控制器;
#gpio-cells：描述gpio使用节点的属性一个cell的内容;
uart0: uart@120a0000 {
compatible = "arm,pl011", "arm,primecell";
reg = <0x120a0000 0x1000>;
interrupts = <0 6 4>;
clocks = <&clock HI3516DV300_UART0_CLK>;
clock-names = "apb_pclk";
status = "disabled";
};
/* 在驱动中对应的结构体*/
//struct device_driver->of_match_table->compatible
struct of_device_id {
char name[32];
char type[32];
char compatible[128];
const void *data;
};(1)compatible属性是用于设备节点和设备驱动匹配用的，在内核描述驱动的structdevice_driver结构体中，compatible变量中就会保存用于匹配的字符串，当设备节点和驱动的
compatible相同时就匹配成功；
(2)compatible后面可以有多个字符串，优先匹配靠前的字符串，靠前的字符串匹配不上才会匹配后面的字符串；
/ {
model = "Tyr DEMO Board";
compatible = "hisilicon,hi3516dv300";
memory {
device_type = "memory";
reg = ;
};};
(1)model是描述模块信息的，一般只有根节点才有，标明设备树文件对应的开发板的名称；
(2)在内核的启动打印中可以看到model的值：“OF: fdt:Machine model: Tyr DEMO Board”;
&uart0 {
status = "okay";
};
| 状态值 | 含义 |
|---|---|
| okey | 表示设备是可操作的 |
| disabled | 表示当前不可操作，但是后续是可以更改为可操作性的 |
| fail、failed | 表示有严重错误，几乎不可能再可操作了 |
(1)status描述设备信息状态，在设备树文件中可以根据需求设置模块的状态，功能就是开启/关闭某个模块；
(2)在dtsi文件中，默认都是关闭模块的，在开发板对应的dts文件中自己去打开需要的模块；
clock: clock@12010000 {
compatible = "hisilicon,hi3516dv300-clock";
#address-cells = <1>; /* 表示reg里面的数据address占用一个字长*/
#size-cells = <1>; /* 表示reg里面的数据size占用一个字长，注意字长不是字节*/
#clock-cells = <1>;
#reset-cells = <2>;
reg = <0x12010000 0x1000>; /*起始地址是0x12010000，长度是0x1000*/
};reg属性：配置某个硬件模块对应的地址范围信息；
#address-cells属性：表示reg里面的数据address占用的字长，注意字长不是字节；
#size-cells：表示reg里面的数据size占用的字长，注意字长不是字节；
reg =
：address一般用来表示起始地址，length一般表示持续长度；
gic: interrupt-controller@10300000 {
compatible = "arm,cortex-a7-gic";
#interrupt-cells = <3>; /*表示interrupts用三个cell来描述中断*/
#address-cells = <0>;
interrupt-controller; /*标明gic节点是中断控制器*/
/* gic dist base, gic cpu base , no virtual support */
reg = <0x10301000 0x1000>, <0x10302000 0x100>;
};
ipcm: ipcm@045E0000 {
compatible = "hisilicon,ipcm-interrupt";
interrupt-parent = <&gic>; /*父节点是gic节点*/
interrupts = <0 10 4>; /*<中断域 中断 触发方式>*/
reg = <0x10300000 0x4000>;
status = "okay";
};(1)interrupt-controller：无值属性，表示这是个中断控制器node
(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cell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，如果没有这个属性，会自动依附父节点
(4)interrupts ：一个中断标识符列表，表示每一个中断输出信号
6、特殊节点
chosen {
stdout-path = "serial0:115200n8";
};
(1)chosen子节点不对应真实的设备，是用来描述内核启动参数的，对应于uboot启动内核时传递的bootargs参数；
(2)上面是摘抄的内核dts文件中的chosen子节点，里面只设置了stdout-path属性，也就是把输出设置成串口0，波特率是115200；
(3)dts文件中设置的属性会被覆盖点，具体就是uboot在启动内核时，会将bootargs启动参数转换成chosen子节点的属性，替换掉dts文件中设置的属性；
~ # ls /proc/device-tree/chosen/ bootargs name ~ # ~ # cat /proc/device-tree/chosen/bootargs mem=1408M console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p7 rootfstype=squashfs rootwait ~ # ~ # cat /proc/device-tree/chosen/name chosen ~ #
aliases {
serial0 = &uart0;
gpio0 = &gpio_chip0;
gpio1 = &gpio_chip1;
gpio2 = &gpio_chip2;
······
};aliases就是别名的意思，aliases节点主要功能就是给节点定义别名，为了方便访问节点。不过我们在节点命名的时候可以加上label标签，直接通过&label引用标签来访问也很方便，aliases节点内部其实也是通过引用标签名来定义别名；
7、节点相关操作
gpio_chip1: gpio_chip@120d1000 {
compatible = "arm,pl061", "arm,primecell";
reg = <0x120d1000 0x1000>;
interrupts = <0 17 4>;
clocks = <&clock HI3516DV300_SYSAPB_CLK>;
clock-names = "apb_pclk";
#gpio-cells = <2>;
status = "disabled";
};
/*引用gpio_chip1节点*/
&gpio_chip1 {
status = "okay"; /*替换status属性内容*/
};对于已经定义好的节点，我们通过引用节点的方式，重新定义某些属性，效果上看就是替换掉某些属性的值；
/{
node{
key1=value1；
}
}
/{
node{
key2=value2；
}
}
//合并的结果
/{
node{
key1=value1；
key2=value2；
}
}有时候我们需要增加硬件描述的信息，这时候就可以在后面创新定义该节点，最后解析的时候会把同名节点不同的部分进行合并；
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