高通平台msm8953 Linux DTS(Device Tree Source)裝置樹詳解之二（DTS裝置樹比對過程）

本系列導航：

高通平台8953  Linux DTS(Device Tree Source)裝置樹詳解之一(背景基礎知識篇)

高通平台8953 Linux DTS(Device Tree Source)裝置樹詳解之二（DTS裝置樹比對過程）

高通平台8953 Linux DTS(Device Tree Source)裝置樹詳解之三(高通MSM8953 android7.1執行個體分析篇)

有上一篇文章，我們了解了dts的背景知識和相關基礎，這次我們對應實際裝置進行一下相關分析。

DTS裝置樹的比對過程

一個dts檔案确定一個項目，多個項目可以包含同一個dtsi檔案。找到該項目對應的dts檔案即找到了該裝置樹的根節點。

kernel\arch\arm\boot\dts\qcom\sdm630-mtp.dts

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1. /dts-v1/;  
2. #include "sdm630.dtsi"  
3. #include "sdm630-mtp.dtsi"  
4. //#include "sdm660-external-codec.dtsi"  
5. #include "sdm660-internal-codec.dtsi"  
6. #include "synaptics-dsx-i2c.dtsi"  
7. / {  
8.     model = "Qualcomm Technologies, Inc. SDM 630 PM660 + PM660L MTP";  
9.     compatible = "qcom,sdm630-mtp", "qcom,sdm630", "qcom,mtp";  
10.     qcom,board-id = <8 0>;  
11.     qcom,pmic-id = <0x0001001b 0x0101011a 0x0 0x0>,  
12.             <0x0001001b 0x0201011a 0x0 0x0>;  
13. };  
14. &tavil_snd {  
15.     qcom,msm-mbhc-moist-cfg = <0>, <0>, <3>;  
16. };  

當然devicetree的根節點也是需要和闆子進行比對的，這個比對資訊存放在sbl（second boot loader）中，對應dts檔案中描述的board-id（上面代碼中的qcom,board-id屬性），通過共享記憶體傳遞給bootloader，由bootloader将此board-id比對dts檔案（devicetree的根節點檔案），将由dtc編譯後的dts檔案（dtb檔案）加載到記憶體，然後在kernel中展開dts樹，并且挂載dts樹上的所有裝置。

（ps：cat /proc/cmdline 檢視cmdline）

Dts中相關符号的含義

/        根節點

@     如果裝置有位址，則由此符号指定

&     引用節點

:        冒号前的label是為了友善引用給節點起的别名，此label一般使用為&label

,        屬性名稱中可以包含逗号。如compatible屬性的名字 組成方式為"[manufacturer], [model]"，加入廠商名是為了避免重名。自定義屬性名中通常也要有廠商名，并以逗号分隔。

# #并不表示注釋。如 #address-cells ，#size-cells 用來決定reg屬性的格式。

        空屬性并不一定表示沒有指派。如 interrupt-controller 一個空屬性用來聲明這個node接收中斷信号

資料類型

“”     引号中的為字元串，字元串數組：”strint1”,”string2”,”string3”

< >    尖括号中的為32位整形數字，整形數組<12 3 4>

[ ]      方括号中的為32位十六進制數，十六機制資料[0x11 0x12 0x13]  其中0x可省略

構成節點名的有效字元：

0-9

a-z

A-Z

,

.

_

+

-

構成屬性名的有效字元：

0-9

a-z

A-Z

,

.

_

+

?

#

DTS中幾個難了解的屬性的解釋

a. 位址

裝置的位址特性根據一下幾個屬性來控制：

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1. reg  
2. #address-cells  
3. #size-cells  

reg意為region，區域。格式為：

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1. reg = <address1length1 [address2 length2] [address3 length3]>;  

父類的address-cells和size-cells決定了子類的相關屬性要包含多少個cell，如果子節點有特殊需求的話，可以自己再定義，這樣就可以擺脫父節點的控制。

address-cells決定了address1/2/3包含幾個cell，size-cells決定了length1/2/3包含了幾個cell。本地子產品例如：

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1. spi@10115000{  
2.         compatible = "arm,pl022";  
3.         reg = <0x10115000 0x1000 >;  
4. };  

位于0x10115000的SPI裝置申請位址空間，起始位址為0x10115000，長度為0x1000，即屬于這個SPI裝置的位址範圍是0x10115000~0x10116000。

實際應用中，有另外一種情況，就是通過外部晶片片選激活子產品。例如，挂載在外部總線上，需要通過片選線工作的一些子產品：

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1. external-bus{  
2.     #address-cells = <2>  
3.     #size-cells = <1>;  
4.     ethernet@0,0 {  
5.         compatible = "smc,smc91c111";  
6.         reg = <0 0 0x1000>;  
7.     };  
8.     i2c@1,0 {  
9.         compatible ="acme,a1234-i2c-bus";  
10.         #address-cells = <1>;  
11.         #size-cells = <0>;  
12.         reg = <1 0 0x1000>;  
13.         rtc@58 {  
14.             compatible ="maxim,ds1338";  
15.             reg = <58>;  
16.         };  
17.     };  
18.     flash@2,0 {  
19.         compatible ="samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";  
20.         reg = <2 0 0x4000000>;  
21.     };  
22. };  

external-bus使用兩個cell來描述位址，一個是片選序号，另一個是片選序号上的偏移量。而位址空間長度依然用一個cell來描述。是以以上的子裝置們都需要3個cell來描述位址空間屬性——片選、偏移量、位址長度。在上個例子中，有一個例外，就是i2c控制器子產品下的rtc子產品。因為I2C裝置隻是被配置設定在一個位址上，不需要其他任何空間，是以隻需要一個address的cell就可以描述完整，不需要size-cells。

當需要描述的裝置不是本地裝置時，就需要描述一個從裝置位址空間到CPU位址空間的映射關系，這裡就需要用到ranges屬性。還是以上邊的external-bus舉例：

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1. #address-cells= <1>;  
2. #size-cells= <1>;  
3. ...  
4. external-bus{  
5.     #address-cells = <2>  
6.     #size-cells = <1>;  
7.     ranges = <0 0  0x10100000  0x10000     // Chipselect 1,Ethernet  
8.               1 0  0x10160000  0x10000     // Chipselect 2, i2c controller  
9.               2 0  0x30000000  0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash  
10. };  

ranges屬性為一個位址轉換表。表中的每一行都包含了子位址、父位址、在自位址空間内的區域大小。他們的大小（包含的cell）分别由子節點的address-cells的值、父節點的address-cells的值和子節點的size-cells來決定。以第一行為例：

·        0 0 兩個cell，由子節點external-bus的address-cells=<2>決定；

·        0x10100000 一個cell，由父節點的address-cells=<1>決定；

·        0x10000 一個cell，由子節點external-bus的size-cells=<1>決定。

最終第一行說明的意思就是：片選0，偏移0（選中了網卡），被映射到CPU位址空間的0x10100000~0x10110000中，位址長度為0x10000。

b. 中斷

描述中斷連接配接需要四個屬性：

1. interrupt-controller 一個空屬性用來聲明這個node接收中斷信号；

2. #interrupt-cells 這是中斷控制器節點的屬性，用來辨別這個控制器需要幾個機關做中斷描述符；

3. interrupt-parent 辨別此裝置節點屬于哪一個中斷控制器，如果沒有設定這個屬性，會自動依附父節點的；

4. interrupts 一個中斷辨別符清單，表示每一個中斷輸出信号。

如果有兩個，第一個是中斷号，第二個是中斷類型，如高電平、低電平、邊緣觸發等觸發特性。對于給定的中斷控制器，應該仔細閱讀相關文檔來确定其中斷辨別該如何解析。一般如下：

二個cell的情況

第一個值： 該中斷位于他的中斷控制器的索引；

第二個值：觸發的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

三個cell的情況

第一個值：中斷号

第二個值：觸發的類型

第三個值：優先級，0級是最高的，7級是最低的；其中0級的中斷系統當做 FIQ處理。

c. 其他

除了以上規則外，也可以自己加一些自定義的屬性和子節點，但是一定要符合以下的幾個規則：

1.    新的裝置屬性一定要以廠家名字做字首，這樣就可以避免他們會和目前的标準屬性存在命名沖突問題；

2.    新加的屬性具體含義以及子節點必須加以文檔描述，這樣裝置驅動開發者就知道怎麼解釋這些資料了。描述文檔中必須特别說明compatible的value的意義，應該有什麼屬性，可以有哪個（些）子節點，以及這代表了什麼裝置。每個獨立的compatible都應該由單獨的解釋。

新添加的這些要發送到[email protected]郵件清單中進行review，并且檢查是否會在将來引發其他的問題。

DTS裝置樹描述檔案中什麼代表總線，什麼代表裝置

一個含有compatible屬性的節點就是一個裝置。包含一組裝置節點的父節點即為總線。

由DTS到device_register的過程

dts描述的裝置樹是如何通過register_device進行裝置挂載的呢？我們來進行一下代碼分析

 在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 這個是structof_device_id的全局變量.

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1. const struct of_device_id of_default_bus_match_table[] = {  
2.      { .compatible = "simple-bus",},  
3.  #ifdef CONFIG_ARM_AMBA  
4.      { .compatible = "arm,amba-bus",},  
5.  #endif   
6.      {}   
7.  };  

 我們設計dts時, 把一些需要指定寄存器基位址的裝置放到以compatible = "simple-bus"為比對項的裝置節點下. 下面會有介紹為什麼.

2. drivers/of/platform.c : int of_platform_populate(...)

    of_platform_populate(...) --> of_platform_bus_create(...)

    // 在這之前, 會有of_get_property(bus,"compatible", NULL) 

    // 檢查是否有compatible, 如果沒有, 傳回, 繼續下一個, 也就是說沒有compatible, 這個裝置不會被注冊

[objc]  view plain  copy

1. for_each_child_of_node(root, child) {  
2.     printk("[%s %s %d]child->name = %s, child->full_name = %s\n", __FILE__, __func__,__LINE__, child->name, child->full_name);  
3.     rc = of_platform_bus_create(child,matches, lookup, parent, true);  
4.     if (rc)  
5.         break;  
6. }  

    論詢dts根節點下的子裝置, 每個子裝置都要of_platform_bus_create(...);

    全部完成後, 通過 of_node_put(root);釋放根節點, 因為已經處理完畢;

3. drivers/of/platform.c : of_platform_bus_create(bus, ...)

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1. dev = of_platform_device_create_pdata(bus, bus_id,platform_data, parent); // 我們跳到 3-1步去運作  
2.   if (!dev || !of_match_node(matches, bus))  // 就是比對  
3.                                             // dt_compat    = ******_dt_compat, 也就是 compatible = "simple-bus",   
4.                                             // 如果比對成功, 以本節點為父節點, 繼續輪詢本節點下的所有子節點  
5.       return 0;  
6.   for_each_child_of_node(bus, child) {  
7.       pr_debug("   create child:%s\n", child->full_name);  
8.       rc = of_platform_bus_create(child,matches, lookup, &dev->dev, strict);  // dev->dev以本節點為父節點,  我們跳到 3-2-1步去運作  
9.       if (rc) {  
10.           of_node_put(child);  
11.           break;  
12.       }  
13.   }  

3-1. drivers/of/platform.c : of_platform_device_create_pdata(...)

[objc]  view plain  copy

1. if (!of_device_is_available(np))   // 檢視節點是否有效, 如果節點有'status'屬性, 必須是okay或者是ok, 才是有效, 沒有'status'屬性, 也有效  
2.     return NULL;  
3. dev = of_device_alloc(np, bus_id, parent);  // alloc裝置, 裝置初始化. 傳回dev, 所有的裝置都可認為是platform_device, 跳到3-1-1看看函數做了什麼事情  
4. if (!dev)  
5.     return NULL;  
6. #if defined(CONFIG_MICROBLAZE)  
7.     dev->archdata.dma_mask = 0xffffffffUL;  
8. #endif  
9.     dev->dev.coherent_dma_mask =DMA_BIT_MASK(32); // dev->dev 是 struct device. 繼續初始化  
10.     dev->dev.bus =&platform_bus_type;     //   
11.     dev->dev.platform_data =platform_data;  
12. printk("[%s %s %d] of_device_add(device register)np->name = %s\n", __FILE__, __func__, __LINE__, np->name);  
13. if (of_device_add(dev) != 0){       // 注冊device,of_device_add(...) --> device_add(...) // This is part 2 ofdevice_register()  
14.     platform_device_put(dev);  
15.     return NULL;  
16. }  

3-1-1. drivers/of/platform.c : of_device_alloc(...)

    1) alloc platform_device *dev

    2) 如果有reg和interrupts的相關屬性, 運作of_address_to_resource 和of_irq_to_resource_table, 加入到dev->resource

[objc]  view plain  copy

1. dev->num_resources = num_reg +num_irq;  
2. dev->resource = res;  
3. for (i = 0; i < num_reg; i++, res++) {  
4.     rc = of_address_to_resource(np,i, res);  
5.     WARN_ON(rc);  
6. }  
7. WARN_ON(of_irq_to_resource_table(np, res,num_irq) != num_irq);  

    3) dev->dev.of_node = of_node_get(np);  

        // 這個node屬性裡有compatible屬性, 這個屬性從dts來, 後續driver比對device時, 就是通過這一屬性進比對 

        // 我們可以通過添加下面一句話來檢視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 再給dev, 後續給驅動注冊使用.

    4) 運作 of_device_make_bus_id 設定device的名字, 如: soc.2 或 ac000000.serial 等

3-2. drivers/of/platform.c :  

    以 compatible = "simple-bus"的節點的子節點都會以這個節點作為父節點在這步注冊裝置.

    至此從dts檔案的解析到最終調用of_device_add進行裝置注冊的過程就比較清晰了。

檢視挂載上的所有裝置

cd /sys/devices/ 檢視注冊成功的裝置  對應devicetree中的裝置描述節點

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