目录
一、设备树基础
1、概念
2、文件格式
3、编译工具
二、DTS语法
1、.dtsi 头文件
2、设备节点
3、标准属性
4、compatible 属性详解
5、修改设备树文件,增加或修改节点
三、设备树在系统中的体现
四、Linux 内核解析 DTB 文件流程
五、绑定信息文档
六、设备树常用 OF 操作函数
(1)查找节点的 OF 函数
(2)查找父/子节点的 OF 函数
(3)提取属性值的 OF 函数
(4)其他常用的 OF 函数
一、设备树基础
1、概念
设备树(Device Tree),将这个词分开就是“设备”和“树”,描述设备树的文件叫做 DTS(Device Tree Source),这个 DTS 文件采用树形结构描述板级设备,也就是开发板上的设备信息,比如 CPU 数量、 内存基地址、IIC 接口上接了哪些设备、SPI 接口上接了哪些设备等等。如图所示。
树的主干就是系统总线,IIC 控制器、GPIO 控制器、SPI 控制器等都是接 到系统主线上的分支。IIC 控制器有分为 IIC1 和 IIC2 两种,其中 IIC1 上接了 FT5206 和 AT24C02 这两个 IIC 设备,IIC2 上只接了 MPU6050 这个设备。DTS 文件的主要功能就是按图所示的结构来描述板子上的设备信息。
2、文件格式
设备树相关文件均在arch/arm/boot/dts/ 文件夹,如图:
3、编译工具
DTC 工具源码在 Linux 内核的 scripts/dtc 目录下。
DTC 工具依赖于 dtc.c、flattree.c、fstree.c 等文件,最终编译并链接出 DTC 这个主机文件。
在 arch/arm/boot/dts/Makefile 中新增需要编译的DTS文件。
如果要编译 DTS 文件的话只需要进入到 Linux 源码根目录下,然后执行如下命令:
二、DTS语法
1、.dtsi 头文件
在.dts 设备树文件中,可以通过“#include”来引用.h、.dtsi 和.dts 文件。 .dtsi 文件用于描述 SOC 的内部外设信息,比如 CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围,比如 UART、IIC 等等。2、设备节点
设备树是采用树形结构来描述板子上的设备信息的文件,每个设备都是一个节点,叫做设备节点,每个节点都通过一些属性信息来描述节点信息,属性就是 键值对。每个节点都有不同属性,不同的属性又有不同的内容,属性都是键值对,值可以为空或任意的字节流。
imx6ull.dtsi 文件节选设备树文件内容:
/ { aliases { can0 = &flexcan1; };cpus { #address-cells = <1>;#size-cells = <0>;cpu0: cpu@0 {compatible = "arm,cortex-a7";device_type = "cpu";reg = <0>;};};intc: interrupt-controller@00a01000 {compatible = "arm,cortex-a7-gic";#interrupt-cells = <3>;interrupt-controller;reg = <0x00a01000 0x1000>,<0x00a02000 0x100>;};}
“/”是根节点,每个设备树文件只有一个根节点。
(1)设备树中节点命名格式:
节点标签:节点名@设备的地址或寄存器首地址
label: node-name@unit-address
例如:cpu0:cpu@0
(2)设备树源码中常用的几种数据形式如下所示:
①字符串
compatible ="arm,cortex-a7";
上述代码设置 compatible 属性的值为字符串“arm,cortex-a7”。
②32 位无符号整数
reg =<0>;
上述代码设置 reg 属性的值为 0,reg 的值也可以设置为一组值,比如: reg =<0 0x123456 100>;
③字符串列表
属性值也可以为字符串列表,字符串和字符串之间采用“,”隔开,如下所示:
compatible ="fsl,imx6ull-gpmi-nand", "fsl, imx6ul-gpmi-nand";
上述代码设置属性 compatible 的值为“fsl,imx6ull-gpmi-nand”和“fsl, imx6ul-gpmi-nand”。
3、标准属性
节点是由一堆的属性组成,节点都是具体的设备,不同的设备需要的属性不同,用户可以自定义属性。除了用户自定义属性,有很多属性是标准属性,Linux 下的很多外设驱动都会使用这些标准属性。
4、compatible 属性详解
(1)根节点“/”也有 compatible 属性。imx6ull-iot-emmc.dts 文件中根节点的 compatible 属性如图:(2)arch/arm/mach-imx/mach-imx6ul.c 文件最后有设备兼容属性:static const char *imx6ul_dt_compat[] __initconst = {"fsl,imx6ul","fsl,imx6ull",NULL,};DT_MACHINE_START(IMX6UL, "Freescale i.MX6 Ultralite (Device Tree)").map_io= imx6ul_map_io,.init_irq= imx6ul_init_irq,.init_machine= imx6ul_init_machine,.init_late= imx6ul_init_late,.dt_compat= imx6ul_dt_compat,MACHINE_END
设备(板子)根节点“/”的 compatible 属性值与 imx6ul_dt_compat 表中的任何一个值相等,那么就表示 Linux 内核支持此设备。
例如:imx6ull-iot-emmc.dts 文件根节点的 compatible 属性值如下:
compatible = "fsl,imx6ull-14x14-evk", "fsl,imx6ull";
有匹配的节点属性“fsl,imx6ull”,则Linux内核支持此设备,可正常启动。
如果匹配不到对应属性,Linux 内核找不到对应的设备,则无法启动。在 uboot 输出就卡在Starting kernel…
(3)Linux 内核通过根节点 compatible 属性找到对应的设备的函数调用过程:
5、修改设备树文件,增加或修改节点
例如 arch/arm/boot/dts/imx6ull-iot-emmc.dts 文件i2c1节点:
&i2c1 {clock-frequency = <100000>;pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;status = "okay";mag3110@0e {compatible = "fsl,mag3110";reg = <0x0e>;position = <2>;};fxls8471@1e {compatible = "fsl,fxls8471";reg = <0x1e>;position = <0>;interrupt-parent = <&gpio5>;interrupts = <0 8>;};};
&i2c1 表示要访问 i2c1 这个 label 所对应的节点。“clock-frequency”为新添加的属性,表示 i2c1 时钟为 100KHz。将 status 属性的值由原来的 disabled 改为 okay。 i2c1 子节点 mag3110,NXP 官方开发板在 I2C1 上接了一个磁力计芯片 mag3110。i2c1 子节点 fxls8471,NXP 官方开发板在 I2C1 上接了 fxls8471六轴芯片。
三、设备树在系统中的体现
Linux 内核启动的时候会解析设备树中各个节点的信息,并且在根文件系统的/proc/device-tree 目录下根据节点名字创建不同文件夹/proc/device-tree 目录就是设备树在根文件系统中的体现。
(1)输入以下命令,会进入/sys/firmware/devicetree/base :
cd proc/device-tree/
如图,为根节点“/”的所有属性和子节点:
(2)cat 命令来查看 model 和 compatible 这两个文件的内容:(3)查看soc节点soc 节点的所有子节点:
(4) 特殊节点
aliases 子节点:主要功能就是定义别名,定义别名的目的就是为了方便访问节点。chosen 子节点:主要是为了 uboot 向 Linux 内核传递数据,重点是 bootargs 参数。进入/proc/device-tree/chosen 目录查看:
bootargs 环境变量的值是在uboot 中设置的,而 uboot 中的 fdt_chosen 函数在设备树的 chosen 节点中加入了 bootargs 属性,并且还设置了 bootargs 属性值。
bootz 80800000 – 83000000
输入以上命令并执行以后,do_bootz 函数就会执行。
调用关系如下:
四、Linux内核解析DTB文件流程
Linux 内核在启动的时候会解析 DTB 文件,然后在/proc/device-tree 目录下生成相应的设备树节点文件。
解析流程如下: