一、起源
- 减少垃圾代码
- 减轻驱动开发工作量
- 驱动代码和设备信息分离
- 参考Open Fireware设计
- 用来记录硬件平台中各种硬件设备的属性信息
二、基本组成
两种源文件:
xxxxx.dts , dts是device tree source的缩写xxxxx.dtsi , dtsi是device tree source include的缩写,意味着这样源文件用于被dts文件包含用
实际使用时,需要把dts文件编译成对应的二进制文件(.dtb文件 ,dtb是device tree binary的缩写 )便于运行时存放在内存加快读取信息的速度
三、基本语法
dts文件 主体内容由多个节点组成- 每个节点可以包含
0或多个子节点 ,形成树状关系 - 每个dts文件都有一个根节点,其它节点都是它的子孙
- 根节点一般来描述整个开发板硬件平台,其它节点用来表示具体设备、总线的属性信息
- 各个节点可以有多个属性,每个属性用
key-value键值对 来表示
节点语法:
[label:] node-name[@unit-address] {
[properties definitions];
[child nodes];
};
label: 可选项,节点别名,为了缩短节点访问路径,后续节点中可以使用 &label 来表示引用指定节点
node-name: 节点名
unit-address: 设备地址,一般填写该设备寄存器组或内存块的首地址
properties definitions:属性定义
child nodes:子节点
属性语法:
[label:] property-name = value;
[label:] property-name;
属性可以无值
有值的属性,可以有三种取值:
1. arrays of cells(1个或多个32位数据, 64位数据使用2个32位数据表示,空格分隔),用尖括号表示(< >)
2. string(字符串), 用双引号表示(" ")
3. bytestring(1个或多个字节,空格分隔),用方括号表示([])
4. 用,分隔的多值
四、特殊节点
4.1 根节点
根节点表示整块开发板的信息
#address-cells
#size-cells
compatible
model
4.2 /memory
所有设备树文件的必需节点,它定义了系统物理内存的 layout
device_type = "memory";
reg //用来指定内存的地址、大小
4.3 /chosen
传递内核启动时使用的参数parameter
bootargs //字符串,内核启动参数, 跟u-boot中设置的bootargs作用一样
4.4 /cpus 多核CPU支持
/cpus节点下有1个或多个cpu子节点, cpu子节点中用reg属性用来标明自己是哪一个cpu
所以 /cpus 中有以下2个属性:
#address-cells // 在它的子节点的reg属性中, 使用多少个u32整数来描述地址(address)
#size-cells // 在它的子节点的reg属性中, 使用多少个u32整数来描述大小(size) 必须设置为0
五、常用属性
5.1 phandle
? 数字形式的节点标识,在后续节点中属性值性质表示某节点时,可以引用对应节点
? 如:
pic@10000000 {
phandle = <1>;
interrupt-controller;
};
another-device-node {
interrupt-parent = <1>; // 使用phandle值为1来引用上述节点
};
5.2 地址--------------- 重要
reg属性:表示内存区域region,语法:
reg = <address1 length1 [address2 length2] [address3 length3]>;
#address-cells:reg属性中, 使用多少个u32整数来描述地址(address),语法:
#address-cells = <数字>;
#size-cells:reg属性中, 使用多少个u32整数来描述大小(size),语法:
#size-cells = <数字>;
5.3 compatible --------------- 重要
驱动和设备(设备节点)的匹配依据,compatible(兼容性)的值可以有不止一个字符串以满足不同的需求,语法:
compatible = "字符串1","字符串2",...;
5.4 中断 --------------- 重要
a. 中断控制器节点用的属性:
interrupt-controller 一个无值空属性用来声明这个node接收中断信号,表示该节点是一个中断控制器
#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单位做中断描述符
b. 中断源设备节点用的属性:
interrupt-parent :标识此设备节点属于哪一个中断控制器,如果没有设置这个属性,会自动依附父节点的,语法:
interrupt-parent = <引用某中断控制器节点>
interrupts 一个中断标识符列表,表示每一个中断输出信号,语法:
interrupts = <中断号 触发方式>
1 low-to-high 上升沿触发
2 high-to-low 下降沿触发
4 high level 高电平触发
8 low level 低电平触发
5.5 gpio --------------- 重要
gpio也是最常见的IO口,常用的属性有:
a. 对于GPIO控制器:
gpio-controller ,无值空属性,用来说明该节点描述的是一个gpio控制器
#gpio-cells ,用来表示要用几个cell描述一个 GPIO引脚
b. 对于GPIO使用者节点:
gpio使用节点的属性
xxx-gpio = <&引用GPIO控制器 GPIO标号 工作模式>
工作模式:
1 低电平有效 GPIO_ACTIVE_HIGH
0 高电平有效 GPIO_ACTIVE_LOW
5.6 属性设置套路
一般来说,每一种设备的节点属性设置都会有一些套路,比如可以设置哪些属性?属性值怎么设置?那怎么知道这些套路呢,有两种思路:
- 抄类似的dts,比如我们自己项目的平台是4412,那么就可以抄exynos4412-tiny4412.dts、exynos4412-smdk4412.dts这类相近的dts
- 查询内核中的文档,比如Documentation/devicetree/bindings/i2c/i2c-imx.txt就描述了imx平台的i2c属性设置方法;Documentation/devicetree/bindings/fb就描述了lcd、lvds这类属性设置方法
六、常用接口
struct device_node 对应设备树中的一个节点 struct property 对应节点中一个属性
6.1 of_find_node_by_path
struct device_node * of_find_node_by_path(const char *path);
6.2 of_find_property
struct property *of_find_property(const struct device_node *np, const char *name, int *lenp);
6.3 of_get_named_gpio
int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index);
6.4 irq_of_parse_and_map
unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *node, int index);
6.5 读属性值
of_property_read_string
int of_property_read_string(struct device_node *np, const char *propname, const char **out_string);
读数值
int of_property_read_u8(const struct device_node *np,const char *propname,u8 *out_value)
int of_property_read_u16(const struct device_node *np,const char *propname,u16 *out_value)
int of_property_read_u32(const struct device_node *np,const char *propname,u32 *out_value)
判断属性是否存在
int of_property_read_bool(const struct device_node *np,const char *propname)
读数组
int of_property_read_u32_array(const struct device_node *np,const char *propname,u32 *out_value,size_t sz)
七、GPIO接口
7.1 向内核申请GPIO
int gpio_request(unsigned gpio,const char *label)
功能:其实就是让内核检查一下该GPIO引脚是否被其它设备占用,如果没有占用则返回0并用label做一下标记,表示被本设备占用,否则返回负数
gpio:得到的设备号 label:设备结点属性名称
void gpio_free(unsigned gpio)
功能:去除本设备对该GPIO的占用标记,表示本设备向内核归还对该GPIO引脚的使用权,此后其它设备可占用该GPIO引脚
7.2 设置GPIO方向
int gpio_direction_input(unsigned gpio)
int gpio_direction_output(unsigned gpio,int value)
value:0-低电平,1-高电平
7.3 读写GPIO数据
int gpio_get_value(unsigned gpio)
int gpio_set_value(unsigned gpio,int value)
八、led驱动设备树版
- 在设备树源文件的根节点下添加本设备的节点(该节点中包含本设备用到的资源信息)
..../linux3.14/arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dts
fs4412-leds {
compatible = "fs4412,led2-5";
led2-gpio = <&gpx2 7 0>;
led3-gpio = <&gpx1 0 0>;
led4-gpio = <&gpf3 4 0>;
led5-gpio = <&gpf3 5 0>;
};
- 在linux内核源码的顶层目录下执行:make dtbs (生成对应的dtb文件)
- cp ???.dtb /tftpboot
- 编写驱动代码:
a. 通过本设备在设备树中的路径找到对应节点(struct device_node 类型的地址值) b. 调用 of_get_named_gpio 函数得到某个GPIO的编号 c. struct leddev结构体 中记录 所有用到的GPIO编号 d. 使用某个GPIO引脚前需先通过gpio_request函数向内核申请占用该引脚 ,不用 该引脚时可通过gpio_free归还给内核 e. 通过gpio_direction_input 和gpio_direction_output 函数来设置某个GPIO的作用 f. 通过gpio_get_value函数可以获取某个GPIO引脚的当前电平 g. 通过gpio_set_value函数可以改变某个GPIO引脚的电平
例子程序: dev_led2:
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/slab.h>
#include "dev_led2.h"
int major = 11;
int minor = 0;
int dev_num = 1;
struct pdev
{
struct cdev leddev;
int led2_num;
int led3_num;
int led4_num;
int led5_num;
};
struct pdev *pleddev = NULL;
int led_open(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
gpio_request(pleddev->led2_num, "led2");
gpio_request(pleddev->led3_num, "led3");
gpio_request(pleddev->led4_num, "led4");
gpio_request(pleddev->led5_num, "led5");
return 0;
}
int led_release(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{
gpio_free(pleddev->led2_num);
gpio_free(pleddev->led3_num);
gpio_free(pleddev->led4_num);
gpio_free(pleddev->led5_num);
return 0;
}
long leddev_ioctl(struct file *pfile, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{
switch(cmd)
{
case LED2_ON:
gpio_direction_output(pleddev->led2_num,1);
break;
case LED2_OFF:
gpio_direction_output(pleddev->led2_num,0);
break;
case LED3_ON:
gpio_direction_output(pleddev->led3_num,1);
break;
case LED3_OFF:
gpio_direction_output(pleddev->led3_num,0);
break;
case LED4_ON:
gpio_direction_output(pleddev->led4_num,1);
break;
case LED4_OFF:
gpio_direction_output(pleddev->led4_num,0);
break;
case LED5_ON:
gpio_direction_output(pleddev->led5_num,1);
break;
case LED5_OFF:
gpio_direction_output(pleddev->led5_num,0);
break;
default:
printk("cmd error!\n");
return -1;
}
return 0;
}
struct file_operations fops={
.owner = THIS_MODULE,
.open = led_open,
.release = led_release,
.unlocked_ioctl = leddev_ioctl,
};
int __init led2_init(void)
{
dev_t devno = MKDEV(major, minor);
int ret = -1;
if((ret = register_chrdev_region(devno, dev_num, "dev_led")) < 0)
{
ret = alloc_chrdev_region(&devno, minor, dev_num, "dev_led");
if(ret < 0)
{
printk("alloc_chrdev_region fail!\n");
return -1;
}
major = MAJOR(devno);
}
pleddev = (struct pdev *)kmalloc(sizeof(struct pdev), GFP_KERNEL);
if(pleddev == NULL)
{
unregister_chrdev_region(devno, dev_num);
printk("pmydev malloc fail!\n");
return -1;
}
cdev_init(&pleddev->leddev, &fops);
pleddev->leddev.owner = THIS_MODULE;
cdev_add(&pleddev->leddev, devno, dev_num);
struct device_node *led_node = of_find_node_by_path("/fs4412-leds");
if(led_node == NULL)
{
printk("device_node get fail!\n");
return -1;
}
pleddev->led2_num = of_get_named_gpio(led_node, "led2-gpio", 0);
pleddev->led3_num = of_get_named_gpio(led_node, "led3-gpio", 0);
pleddev->led4_num = of_get_named_gpio(led_node, "led4-gpio", 0);
pleddev->led5_num = of_get_named_gpio(led_node, "led5-gpio", 0);
return 0;
}
void __exit led2_exit(void)
{
dev_t devno = MKDEV(major, minor);
cdev_del(&pleddev->leddev);
unregister_chrdev_region(devno, dev_num);
kfree(pleddev);
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(led2_init);
module_exit(led2_exit);
dev_led2.h:
#ifndef DEVLED_H
#define DEVLED_H
#include <asm/ioctl.h>
#define IOCTL_TYPE 'k'
#define LED2_ON _IOR(IOCTL_TYPE, 1,int *)
#define LED2_OFF _IOR(IOCTL_TYPE, 2,int *)
#define LED3_ON _IOR(IOCTL_TYPE, 3,int *)
#define LED3_OFF _IOR(IOCTL_TYPE, 4,int *)
#define LED4_ON _IOR(IOCTL_TYPE, 5,int *)
#define LED4_OFF _IOR(IOCTL_TYPE, 6,int *)
#define LED5_ON _IOR(IOCTL_TYPE, 7,int *)
#define LED5_OFF _IOR(IOCTL_TYPE, 8,int *)
#endif
dev_app.c :
#include <stdio.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>
#include "dev_led.h"
int main(int argc, const char *argv[])
{
int ret;
if(argc < 2)
{
printf("Run without file!\n");
return -1;
}
int fd = open("/dev/dev_led", O_RDWR);
if(fd < 0)
{
perror("open");
return -1;
}
while(1)
{
ioctl(fd, LED2_ON, 0);
sleep(1);
ioctl(fd, LED2_OFF, 0);
sleep(1);
ioctl(fd, LED3_ON, 0);
sleep(1);
ioctl(fd, LED3_OFF, 0);
sleep(1);
ioctl(fd, LED4_ON, 0);
sleep(1);
ioctl(fd, LED4_OFF, 0);
sleep(1);
ioctl(fd, LED5_ON, 0);
sleep(1);
ioctl(fd, LED5_OFF, 0);
sleep(1);
}
close(fd);
}
到这里就结束啦!
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