哈喽，老吳又來分享學習心得啦。目前，我已經從 hardware enable 工程師更新為 dts 工程師了。

1. 簡介

思考一下，bringup 一款 Soc 的最小操作包括哪些？

添加 Soc 層次的 Device Tree (arch/arm64/boot/dts/);
添加 Timer driver (drviers/clksource/);
添加 Interrupt controller driver (drivers/irqchip);
添加 Serial port driver (drivers/tty/serial);

完成上面 4 個步驟後，就有機會啟動系統進入指令行終端了。

接下來需要完善什麼？

添加 Pin muxing control driver (drivers/pintrl);
添加 Clocks driver (drivers/clk/);
添加 GPIO driver (drivers/gpio/);
添加 SMP 的支援;
添加 Network driver;
添加各種 controller driver;
添加各種 device driver;

本文會順着上述思路，快速地浏覽一下 NanoPC-T4 這塊單闆的裝置樹裡 Soc 基礎設施。

2. 檢視 Soc 框圖

RK3399 探索之旅 / 裝置樹速讀 / Soc 基礎設施1. 簡介2. 檢視 Soc 框圖3. 确定 dts 檔案關系4. 彙總完整的 dts 節點5. 檢視 Soc 基礎設施6. 相關參考思考技術，也思考人生

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rk3399 大緻包括 7 個部分：

ARM Processor
System Peripheral
Multi-Media Processor
Connectivity
Multi-Media Interface
External Memory Interface
Embedded Memory

閱讀裝置樹時，Soc 框圖可以協助我們确定好每個節點的定位和功能。

3. 确定 dts 檔案關系

dts 檔案關系圖：

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rk3399-nanopi4-rev00.dts 和 rk3399-nanopi4-common.dtsi 用于描述闆級資訊;

rk3399.dtsi 等剩下的檔案用于描述 Soc 資訊;

4. 彙總完整的 dts 節點

完整的 dts 節點圖：

點選檢視大圖

5. 檢視 Soc 基礎設施

5.1 cpus 節點

cpus {
    #address-cells = <2>;
    #size-cells = <0>;

    cpu-map {
        cluster0 {
            core0 {
                cpu = <&cpu_l0>;
            };
            ...
            core3 {
                cpu = <&cpu_l3>;
            };
        };

        cluster1 {
            core0 {
                cpu = <&cpu_b0>;
            };
            core1 {
                cpu = <&cpu_b1>;
            };
        };
    };
    cpu_l0: [email protected] {
        device_type = "cpu";
        compatible = "arm,cortex-a53", "arm,armv8";
        ...
    };
    ...
    cpu_b0: [email protected] {
        device_type = "cpu";
        compatible = "arm,cortex-a72", "arm,armv8";
    };
    ...
}

簡單說明：

rk3399 有 4 個 a53 小核和 2 個 a72 大核。在 ARM 架構中，cpus 節點用于描述 cpu 核心的布局，cpus 節點下的每一個 cpu 節點代表一個 cpu 核心，上述裝置樹描述了。
cpu-map 節點用于描述 ARM cpu 的拓撲結構，SMP 處理器才需要這個節點。
cpu-map 可包含３種類型的實體：cluster(叢集) / core / thread，cluster 裡可以包含 1 個或多個 cluster/core。

相關代碼：

暫不關心，待定;

相關文檔：

Documentation/devicetree/bindings/arm/cpus.txt
Documentation/devicetree/bindings/arm/topology.txt

相關接口：

/sys/devices/system/cpu，所有 cpu 相關的資訊和支援的操作都在這個目錄下。

5.2 clock controller 節點

/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi

cru: [email protected] {
    compatible = "rockchip,rk3399-cru";
    reg = <0x0 0xff760000 0x0 0x1000>;
    #clock-cells = <1>;
    #reset-cells = <1>;
    assigned-clocks = ...;
    assigned-clock-rates = ...;
};

/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi

pmucru: [email protected] {
    compatible = "rockchip,rk3399-pmucru";
    reg = <0x0 0xff750000 0x0 0x1000>;
    #clock-cells = <1>;
    #reset-cells = <1>;
    assigned-clocks = ...;
    assigned-clock-rates = ...;
};

簡單說明：

rk3399 的 clock controller 包括 cru 和 pmucru 2部分，cru 是 clock & reset unit 的縮寫，pmu 是 power management unit 的縮寫。
clock controller 負責生成時鐘并将其提供給 SoC 中的各種控制器，并且還為 SoC 外設實作了reset controller。
cru 和 pmucru 都是 clock provider, #clock-cells 表明clock consumer 需要用多少個單元才能引用 cru/pmucru 提供的 clock。
通過 assigned-clocks 和 assigned-clock-rates 指定了一些 clock 的初始頻率，包括 PLL、總線、VOP、GPU等。

相關文檔：

Documentation/devicetree/bindings/clock/arm-integrator.txt
Documentation/devicetree/bindings/clock/rockchip,rk3399-cru.txt

相關代碼：

drivers/clk/rockchip/clk-rk3399.c

相關接口：

/sys/kernel/debug/clk/clk_summary，用于檢視時鐘樹

5.3 interrupt controller 節點

gic: [email protected] {
    compatible = "arm,gic-v3";
    ...
    its: [email protected] {
        compatible = "arm,gic-v3-its";
        #interrupt-cells = <4>;
        ...
        interrupt-controller;
        ...
    };

    ppi-partitions {
        ppi_cluster0: interrupt-partition-0 {
            affinity = <&cpu_l0 &cpu_l1 &cpu_l2 &cpu_l3>;
        };

        ppi_cluster1: interrupt-partition-1 {
            affinity = <&cpu_b0 &cpu_b1>;
        };
    };
};

簡單說明：

rk3399 使用中斷控制器是 gic-v3。
gic-v3 是 ARM Generic Interrupt Controller, version 3 的縮寫，是一款 ARM 出品的通用中斷控制器。
AArch64 SMP 核心通常與 GICv3 搭配使用，GICv3 提供了專用外設中斷（PPI），共享外設中斷（SPI），軟體生成的中斷（SGI）和特定于區域的外設中斷（LPI）。
interrupt-controller 屬性用于标志一個中斷控制器節點，#interrupt-cells = <4> 表明 Interrupt client devices 需要用 4 個單元才能确定引用的中斷，例如 interrupts = <GIC_PPI 13 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW 0>。

相關代碼：

drivers/irqchip/irq-gic-v3.c

相關文檔：

Documentation/devicetree/bindings/interrupt-controller/interrupts.txt
Documentation/devicetree/bindings/interrupt-controller/arm,gic.txt
Documentation/devicetree/bindings/interrupt-controller/arm,gic-v3.txt

相關接口：

/sys/kernel/irq

5.4 pin controller 節點

pinctrl: pinctrl {
    compatible = "rockchip,rk3399-pinctrl";
    ...

    // 4 x gpio controller
    gpio0: [email protected] {
        compatible = "rockchip,gpio-bank";
        ...
    };
    ...

    // lots of pin configuration nodes
    ...
    i2c0 {
        i2c0_xfer: i2c0-xfer {
            rockchip,pins =
                <1 15 RK_FUNC_2 &pcfg_pull_none>,
                <1 16 RK_FUNC_2 &pcfg_pull_none>;
        };
    };
    ...
}

簡單說明：

rk3399 的 pin controller 包括 2 個部分：4 個 gpio controller 節點 + 一堆的引腳配置子節點。
pin controller 負責提供配置引腳複用，驅動強度，上下拉的功能。
Soc 裡的其他 controllers 或者 device drivers 通過引用 pin controller 裡的引腳配置子節點來配置引腳，它們被稱為 pinctrl client devices。
引腳配置子節點有 2 種類型：pin multiplexing(引腳複用) 和 pin configuration(引腳驅動強度、上下拉)。
rk3399 的 4.4 核心裡 pinctrl 的 pin multiplexing 節點格式是 rockhip原廠自己定義的: rockchip,pins，在更高版本的核心裡應該會被修改為更通用的方式：pins。

相關代碼：

drivers/pinctrl/pinctrl-rockchip.c

相關文檔：

Documentation/devicetree/bindings/pinctrl/pinctrl-bindings.txt
Documentation/devicetree/bindings/pinctrl/rockchip,pinctrl.txt

相關接口：

$ tree /sys/kernel/debug/pinctrl
/sys/kernel/debug/pinctrl
├── pinctrl-devices
├── pinctrl-handles
├── pinctrl-maps
└── pinctrl-rockchip-pinctrl
    ├── gpio-ranges
    ├── pinconf-config
    ├── pinconf-groups
    ├── pinconf-pins
    ├── pingroups
    ├── pinmux-functions
    ├── pinmux-pins
    └── pins

5.5 gpio controller 節點

gpio0: [email protected] {
    compatible = "rockchip,gpio-bank";
    reg = <0x0 0xff720000 0x0 0x100>;
    clocks = <&pmucru PCLK_GPIO0_PMU>;
    interrupts = <GIC_SPI 14 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;

    gpio-controller;
    #gpio-cells = <0x2>;

    interrupt-controller;
    #interrupt-cells = <0x2>;
};
...
gpio4: [email protected] {
    compatible = "rockchip,gpio-bank";
    ...
};

簡單說明：

rk3399 共有 5 個 gpio controller，122 個 gpio，所有的 gpio 都可以産生中斷，上電後預設都是 input 狀态。
gpio-controller 屬性表明這個一是 gpio 控制器節點，#gpio-cells = <2> 表明 gpio client devices 需要用 2 個單元才能确定引用的引腳。
interrupt-controller 屬性表明 rk3399 的 gpio controller 也有中斷控制器的功能，#interrupt-cells = <0x2> 表明需要 2 個單元來确定引用的中斷，例如：interrupt-parent = <&gpio1>; interrupts = <20 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>。
在rk3399 裝置樹裡引用 gpio 的方式是：gpio = <&gpio0 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>，如果需要引用多個 gpio，則使用 gpios 屬性。

相關代碼：

drivers/pinctrl/pinctrl-rockchip.c，和 pin controller 的驅動是同一個，說明 pinctrl 和 gpio 關聯是很緊密的。

相關文檔：

Documentation/devicetree/bindings/pinctrl/rockchip,pinctrl.txt
Documentation//devicetree/bindings/gpio/gpio.txt

相關接口：

/sys/class/gpio，傳統的接口。
/dev/gpiochip0，比較推薦的接口。
libgpiod，推薦使用該庫。

5.6 efuse 節點

efuse0: [email protected] {
    compatible = "rockchip,rk3399-efuse";
    ...
    /* Data cells */
    specification_serial_number: [email protected] {
        reg = <0x06 0x1>;
        bits = <0 5>;
    };
    cpu_id: [email protected] {
        reg = <0x07 0x10>;
    };
    ...
};

簡單說明：

efuse 是一次性可程式設計存儲器。
Data cells 子節點提供了rk3399 efuse 内部的資料布局;

相關代碼：

driver/nvmem/rockchip-efuse.c

相關文檔：

Documentation/devicetree/bindings/nvmem/nvmem.txt

相關接口：

sys/devices/platform/ff690000.efuse/rockchip-efuse0/nvmem

5.7 cpuinfo 節點

cpuinfo {
    compatible = "rockchip,cpuinfo";
    nvmem-cells = <&cpu_id>;
    nvmem-cell-names = "id";
};

簡單說明：

rockchip 自家的東西，用于提供 cpu id;
NVMEM 是 Non Volatile Memory 的縮寫，用于驅動晶片内的 efuse / eeprom。在 efuse 中一般會儲存着例如 cpu id 之類的晶片相關的硬體資訊，參考前面的 efuse. 節點;
cpuinfo 是 NVMEM 的 data consumer;
nvmem-cells 引用的是 cpu_id 資料，啟動時會列印 cpu id，對應的 log 是: rockchip-cpuinfo cpuinfo: xxx;

相關代碼：

driver/soc/rockchip/rockchip-cpuinfo.c

相關文檔：

Documentation/devicetree/bindings/soc/rockchip/rockchip-cpuinfo.txt

6. 相關參考

Rockchip_RK3399TRM_V1.4_Part1-20170408.pdf
Rockchip RK3399 Datasheet V2.1-20200323.pdf
GICv3_v4_overview.pdf

思考技術，也思考人生

要學習技術，更要學習如何生活。

你和我各有一個蘋果，如果我們交換蘋果的話，我們還是隻有一個蘋果。但當你和我各有一個想法，我們交換想法的話，我們就都有兩個想法了。

對嵌入式系統 (Linux、RTOS、OpenWrt、Android) 和開源軟體感興趣，關注公衆号：嵌入式Hacker。

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RK3399 探索之旅 / 裝置樹速讀 / Soc 基礎設施1. 簡介2. 檢視 Soc 框圖3. 确定 dts 檔案關系4. 彙總完整的 dts 節點5. 檢視 Soc 基礎設施6. 相關參考思考技術，也思考人生

1. 簡介

2. 檢視 Soc 框圖

3. 确定 dts 檔案關系

4. 彙總完整的 dts 節點

5. 檢視 Soc 基礎設施

5.1 cpus 節點

5.2 clock controller 節點

5.3 interrupt controller 節點

5.4 pin controller 節點

5.5 gpio controller 節點

5.6 efuse 節點

5.7 cpuinfo 節點

6. 相關參考

思考技術，也思考人生

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