宋宝华!Barry!Song!<21cnbao@gmail.com>! 1. ARM&Device&Tree起源& Linus Torvalds在2011年3月17日的ARM Linux邮件列表宣称“this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass”，引起ARM Linux社区的地震，随后ARM社区进行了一系列 的重大修正。在过去的ARM Linux中，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大 量的垃圾代码，至关多数的代码只是在描述板级细节，而这些板级细节对于内核来说，不 过是垃圾，如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各类硬 件的platform_data。读者有兴趣能够统计下常见的s3c24十、s3c6410等板级目录，代码量 在数万行。 社区必须改变这种局面，因而PowerPC等其余体系架构下已经使用的Flattened Device Tree（FDT）进入ARM社区的视野。Device Tree是一种描述硬件的数据结构，它起源于 OpenFirmware (OF)。在Linux 2.6中，ARM架构的板极硬件细节过多地被硬编码在 arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx，采用Device Tree后，许多硬件的细节能够直接透 过它传递给Linux，而再也不须要在kernel中进行大量的冗余编码。 Device Tree由一系列被命名的结点（node）和属性（property）组成，而结点自己可包 含子结点。所谓属性，其实就是成对出现的name和value。在Device Tree中，可描述的信 息包括（原先这些信息大多被hard code到kernel中）： CPU的数量和类别 内存基地址和大小 总线和桥 外设链接 中断控制器和中断使用状况 GPIO控制器和GPIO使用状况 Clock控制器和Clock使用状况 它基本上就是画一棵电路板上CPU、总线、设备组成的树，Bootloader会将这棵树传 递给内核，而后内核能够识别这棵树，并根据它展开出Linux内核中的platform_device、 i2c_client、spi_device等设备，而这些设备用到的内存、IRQ等资源，也被传递给了内核， 内核会将这些资源绑定给展开的相应的设备。 2. Device&Tree组成和结构& 整个Device Tree牵涉面比较广，即增长了新的用于描述设备硬件信息的文本格式，又 增长了编译这一文本的工具，同时Bootloader也须要支持将编译后的Device Tree传递给 Linux内核。 DTS (device tree source) .dts 文件是一种ASCII 文本格式的Device Tree描述，此文本格式很是人性化，适合人 类的阅读习惯。基本上，在ARM Linux在，一个.dts 文件对应一个ARM的machine，通常 放置在内核的arch/arm/boot/dts/目录。因为一个SoC可能对应多个machine（一个SoC可 以对应多个产品和电路板），势必这些.dts 文件需包含许多共同的部分，Linux内核为了简 化，把SoC公用的部分或者多个machine共同的部分通常提炼为.dtsi，相似于C语言的头 文件。其余的machine对应的.dts 就include这个.dtsi。譬如，对于VEXPRESS而言， vexpress-v2m.dtsi就被vexpress-v2p-ca9.dts所引用， vexpress-v2p-ca9.dts有以下一行： /include/ "vexpress-v2m.dtsi" 固然，和C语言的头文件相似，.dtsi 也能够include其余的.dtsi，譬如几乎全部的ARM SoC的.dtsi 都引用了skeleton.dtsi。 .dts（或者其include的.dtsi）基本元素即为前文所述的结点和属性： / { node1 { a-string-property = "A string"; a-string-list-property = "first string", "second string"; a-byte-data-property = [0x01 0x23 0x34 0x56]; child-node1 { first-child-property; second-child-property = <1>; a-string-property = "Hello, world"; }; child-node2 { }; }; node2 { an-empty-property; a-cell-property = <1 2 3 4>; /* each number (cell) is a uint32 */ child-node1 { }; }; }; 上述.dts 文件并无什么真实的用途，但它基本表征了一个Device Tree源文件的结构： 1个root结点"/"； root结点下面含一系列子结点，本例中为"node1" 和 "node2"； 结点"node1"下又含有一系列子结点，本例中为"child-node1" 和 "child-node2"； 各结点都有一系列属性。这些属性可能为空，如" an-empty-property"；可能为字符串， 如"a-string-property"；可能为字符串数组，如"a-string-list-property"；可能为Cells（由u32 整数组成），如"second-child-property"，可能为二进制数，如"a-byte-data-property"。 下面以一个最简单的machine为例来看如何写一个.dts 文件。假设此machine的配置如 下： 1个双核ARM Cortex-A9 32位处理器； ARM的local bus上的内存映射区域分布了2个串口（分别位于0x101F1000 和 0x101F2000）、GPIO控制器（位于0x101F3000）、SPI控制器（位于0x10170000）、中 断控制器（位于0x10140000）和一个external bus桥； External bus桥上又链接了SMC SMC91111 Ethernet（位于0x10100000）、I 2 C控制器 （位于0x10160000）、64MB NOR Flash（位于0x30000000）； External bus桥上链接的I 2 C控制器所对应的I 2 C总线上又链接了Maxim DS1338实时 钟（I 2 C地址为0x58）。 其对应的.dts 文件为： / { compatible = "acme,coyotes-revenge"; #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; interrupt-parent = <&intc>; cpus { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; cpu@0 { compatible = "arm,cortex-a9"; reg = <0>; }; cpu@1 { compatible = "arm,cortex-a9"; reg = <1>; }; }; serial@101f0000 { compatible = "arm,pl011"; reg = <0x101f0000 0x1000 >; interrupts = < 1 0 >; }; serial@101f2000 { compatible = "arm,pl011"; reg = <0x101f2000 0x1000 >; interrupts = < 2 0 >; }; gpio@101f3000 { compatible = "arm,pl061"; reg = <0x101f3000 0x1000 0x101f4000 0x0010>; interrupts = < 3 0 >; }; intc: interrupt-controller@10140000 { compatible = "arm,pl190"; reg = <0x10140000 0x1000 >; interrupt-controller; #interrupt-cells = <2>; }; spi@10115000 { compatible = "arm,pl022"; reg = <0x10115000 0x1000 >; interrupts = < 4 0 >; }; external-bus { #address-cells = <2> #size-cells = <1>; ranges = <0 0 0x10100000 0x10000 // Chipselect 1, Ethernet 1 0 0x10160000 0x10000 // Chipselect 2, i2c controller 2 0 0x30000000 0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash ethernet@0,0 { compatible = "smc,smc91c111"; reg = <0 0 0x1000>; interrupts = < 5 2 >; }; i2c@1,0 { compatible = "acme,a1234-i2c-bus"; #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; reg = <1 0 0x1000>; interrupts = < 6 2 >; rtc@58 { compatible = "maxim,ds1338"; reg = <58>; interrupts = < 7 3 >; }; }; flash@2,0 { compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash"; reg = <2 0 0x4000000>; }; }; }; 上述.dts 文件中,root 结点"/"的compatible 属性compatible = "acme,coyotes-revenge";定义 了系统的名称，它的组织形式为：<manufacturer>,<model>。Linux内核透过root结点"/"的 compatible 属性便可判断它启动的是什么machine。 在.dts 文件的每一个设备，都有一个compatible 属性，compatible属性用户驱动和设备的 绑定。compatible 属性是一个字符串的列表，列表中的第一个字符串表征告终点表明的确 切设备，形式为"<manufacturer>,<model>"，其后的字符串表征可兼容的其余设备。能够说 前面的是特指，后面的则涵盖更广的范围。如在arch/arm/boot/dts/vexpress-v2m.dtsi中的 Flash结点： flash@0,00000000 { compatible = "arm,vexpress-flash", "cfi-flash"; reg = <0 0x00000000 0x04000000>, <1 0x00000000 0x04000000>; bank-width = <4>; }; compatible属性的第2个字符串"cfi-flash"明显比第1个字符串"arm,vexpress-flash"涵盖 的范围更广。 再好比，Freescale MPC8349 SoC含一个串口设备，它实现了国家半导体（National Semiconductor）的ns16550 寄存器接口。则MPC8349串口设备的compatible属性为 compatible = "fsl,mpc8349-uart", "ns16550"。其中，fsl,mpc8349-uart指代了确切的设备， ns16550表明该设备与National Semiconductor 的16550 UART保持了寄存器兼容。 接下来root结点"/"的cpus子结点下面又包含2个cpu子结点，描述了此machine上的 2个CPU，而且两者的compatible 属性为"arm,cortex-a9"。 注意cpus和cpus的2个cpu子结点的命名，它们遵循的组织形式为：<name>[@<unitaddress>]，<>中的内容是必选项，[]中的则为可选项。name是一个ASCII字符串，用于描 述结点对应的设备类型，如3com Ethernet适配器对应的结点name宜为ethernet，而不是 3com509。若是一个结点描述的设备有地址，则应该给出@unit-address。多个相同类型设 备结点的name能够同样，只要unit-address不一样便可，如本例中含有cpu@0、cpu@1以及 serial@101f0000与serial@101f2000这样的同名结点。设备的unit-address地址也常常在其 对应结点的reg 属性中给出。ePAPR 标准给出告终点命名的规范。 可寻址的设备使用以下信息来在Device Tree中编码地址信息： reg #address-cells #size-cells 其中reg的组织形式为reg = <address1 length1 [address2 length2] [address3 length3] ... >， 其中的每一组address length代表了设备使用的一个地址范围。address为1个或多个32位 的整型（即cell），而length则为cell的列表或者为空（若#size-cells = 0）。address 和 length 字段是可变长的，父结点的#address-cells和#size-cells分别决定了子结点的reg属性 的address和length字段的长度。在本例中，root结点的#address-cells = <1>;和#size-cells = <1>;决定了serial、gpio、spi等结点的address和length字段的长度分别为1。cpus 结点的 #address-cells = <1>;和#size-cells = <0>;决定了2个cpu子结点的address为1，而length为 空，因而造成了2个cpu的reg = <0>;和reg = <1>;。external-bus结点的#address-cells = <2> 和#size-cells = <1>;决定了其下的ethernet、i2c、flash的reg字段形如reg = <0 0 0x1000>;、 reg = <1 0 0x1000>;和reg = <2 0 0x4000000>;。其中，address字段长度为0，开始的第一个 cell（0、一、2）是对应的片选，第2个cell（0，0，0）是相对该片选的基地址，第3个 cell（0x1000、0x1000、0x4000000）为length。特别要留意的是i2c结点中定义的 #addresscells = <1>;和#size-cells = <0>;又做用到了I 2 C总线上链接的RTC，它的address字段为 0x58，是设备的I 2 C地址。 root结点的子结点描述的是CPU的视图，所以root子结点的address区域就直接位于 CPU的memory区域。可是，通过总线桥后的address每每须要通过转换才能对应的CPU 的memory映射。external-bus的ranges属性定义了通过external-bus桥后的地址范围如何 映射到CPU的memory区域。 ranges = <0 0 0x10100000 0x10000 // Chipselect 1, Ethernet 1 0 0x10160000 0x10000 // Chipselect 2, i2c controller 2 0 0x30000000 0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash ranges是地址转换表，其中的每一个项目是一个子地址、父地址以及在子地址空间的大 小的映射。映射表中的子地址、父地址分别采用子地址空间的#address-cells和父地址空间 的#address-cells大小。对于本例而言，子地址空间的#address-cells为2，父地址空间的 #address-cells值为1，所以0 0 0x10100000 0x10000的前2个cell为external-bus后片选0 上偏移0，第3个cell表示external-bus后片选0上偏移0的地址空间被映射到CPU的 0x10100000位置，第4个cell表示映射的大小为0x10000。ranges的后面2个项目的含义 能够类推。 Device Tree中还能够中断链接信息，对于中断控制器而言，它提供以下属性： interrupt-controller – 这个属性为空，中断控制器应该加上此属性代表本身的身份； #interrupt-cells – 与#address-cells 和 #size-cells类似，它代表链接此中断控制器的设备的 interrupts属性的cell大小。 在整个Device Tree中，与中断相关的属性还包括： interrupt-parent – 设备结点透过它来指定它所依附的中断控制器的phandle，当结点没有 指定interrupt-parent 时，则从父级结点继承。对于本例而言，root结点指定了interruptparent = <&intc>;其对应于intc: interrupt-controller@10140000，而root结点的子结点并未指 定interrupt-parent，所以它们都继承了intc，即位于0x10140000的中断控制器。 interrupts – 用到了中断的设备结点透过它指定中断号、触发方法等，具体这个属性含 有多少个cell，由它依附的中断控制器结点的#interrupt-cells属性决定。而具体每一个cell又 是什么含义，通常由驱动的实现决定，并且也会在Device Tree的binding文档中说明。譬 如，对于ARM GIC中断控制器而言，#interrupt-cells为3，它3个cell的具体含义 Documentation/devicetree/bindings/arm/gic.txt就有以下文字说明： 01 The 1st cell is the interrupt type; 0 for SPI interrupts, 1 for PPI 02 interrupts. 03 04 The 2nd cell contains the interrupt number for the interrupt type. 05 SPI interrupts are in the range [0-987]. PPI interrupts are in the 06 range [0-15]. 07 08 The 3rd cell is the flags, encoded as follows: 09 bits[3:0] trigger type and level flags. 10 1 = low-to-high edge triggered 11 2 = high-to-low edge triggered 12 4 = active high level-sensitive 13 8 = active low level-sensitive 14 bits[15:8] PPI interrupt cpu mask. Each bit corresponds to each of 15 the 8 possible cpus attached to the GIC. A bit set to '1' indicated 16 the interrupt is wired to that CPU. Only valid for PPI interrupts. 另外，值得注意的是，一个设备还可能用到多个中断号。对于ARM GIC而言，若某设 备使用了SPI的16八、169号2个中断，而言都是高电平触发，则该设备结点的interrupts 属性可定义为：interrupts = <0 168 4>, <0 169 4>; 除了中断之外，在ARM Linux中clock、GPIO、pinmux均可以透过.dts 中的结点和属 性进行描述。 DTC (device tree compiler) 将.dts 编译为.dtb 的工具。DTC的源代码位于内核的scripts/dtc目录，在Linux内核使 能了Device Tree的状况下，编译内核的时候主机工具dtc会被编译出来，对应 scripts/dtc/Makefile中的“hostprogs-y := dtc”这一hostprogs编译target。 在Linux内核的arch/arm/boot/dts/Makefile中，描述了当某种SoC被选中后，哪些.dtb 文件会被编译出来，如与VEXPRESS对应的.dtb 包括： dtb-$(CONFIG_ARCH_VEXPRESS) += vexpress-v2p-ca5s.dtb \ vexpress-v2p-ca9.dtb \ vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb \ vexpress-v2p-ca15_a7.dtb \ xenvm-4.2.dtb 在Linux下，咱们能够单独编译Device Tree文件。当咱们在Linux内核下运行make dtbs时，若咱们以前选择了ARCH_VEXPRESS，上述.dtb 都会由对应的.dts 编译出来。因 为arch/arm/Makefile中含有一个dtbs编译target项目。 Device Tree Blob (.dtb) .dtb 是.dts 被DTC编译后的二进制格式的Device Tree描述，可由Linux内核解析。通 常在咱们为电路板制做NAND、SD启动image时，会为.dtb 文件单独留下一个很小的区域 以存放之，以后bootloader在引导kernel的过程当中，会先读取该.dtb 到内存。 Binding 对于Device Tree中的结点和属性具体是如何来描述设备的硬件细节的，通常须要文档 来进行讲解，文档的后缀名通常为.txt。这些文档位于内核的 Documentation/devicetree/bindings目录，其下又分为不少子目录。 Bootloader Uboot mainline 从 v1.1.3开始支持Device Tree，其对ARM的支持则是和ARM内核支 持Device Tree同期完成。 为了使能Device Tree，须要编译Uboot的时候在config文件中加入 #define CONFIG_OF_LIBFDT 在Uboot中，能够从NAND、SD或者TFTP等任意介质将.dtb 读入内存，假设.dtb 放 入的内存地址为0x71000000，以后可在Uboot运行命令fdt addr 命令设置.dtb 的地址，如： U-Boot> fdt addr 0x71000000 fdt的其余命令就变地可使用，如fdt resize、fdt print等。 对于ARM来说，能够透过bootz kernel_addr initrd_address dtb_address的命令来启动内 核，即dtb_address做为bootz或者bootm的最后一次参数，第一个参数为内核映像的地址， 第二个参数为initrd的地址，若不存在initrd，能够用 -代替。 3. Device&Tree引起的BSP和驱动变动& 有了Device Tree后，大量的板级信息都再也不须要，譬如过去常常在arch/arm/plat-xxx 和arch/arm/mach-xxx实施的以下事情： 1. 注册platform_device，绑定resource，即内存、IRQ等板级信息。 透过Device Tree后，形如 90 static struct resource xxx_resources[] = { 91 [0] = { 92 .start = …, 93 .end = …, 94 .flags = IORESOURCE_MEM, 95 }, 96 [1] = { 97 .start = …, 98 .end = …, 99 .flags = IORESOURCE_IRQ, 100 }, 101 }; 102 103 static struct platform_device xxx_device = { 104 .name = "xxx", 105 .id = -1, 106 .dev = { 107 .platform_data = &xxx_data, 108 }, 109 .resource = xxx_resources, 110 .num_resources = ARRAY_SIZE(xxx_resources), 111 }; 之类的platform_device代码都再也不须要，其中platform_device会由kernel自动展开。而这 些resource实际来源于.dts 中设备结点的reg、interrupts属性。 典型地，大多数总线都与“simple_bus”兼容，而在SoC对应的machine的.init_machine 成员函数中，调用of_platform_bus_probe(NULL, xxx_of_bus_ids, NULL);便可自动展开全部 的platform_device。譬如，假设咱们有个XXX SoC，则可在arch/arm/mach-xxx/的板文件 中透过以下方式展开.dts 中的设备结点对应的platform_device： 18 static struct of_device_id xxx_of_bus_ids[] __initdata = { 19 { .compatible = "simple-bus", }, 20 {}, 21 }; 22 23 void __init xxx_mach_init(void) 24 { 25 of_platform_bus_probe(NULL, xxx_of_bus_ids, NULL); 26 } 32 33 #ifdef CONFIG_ARCH_XXX 38 39 DT_MACHINE_START(XXX_DT, "Generic XXX (Flattened Device Tree)") 41 … 45 .init_machine = xxx_mach_init, 46 … 49 MACHINE_END 50 #endif 2. 注册i2c_board_info，指定IRQ等板级信息。 形如 145 static struct i2c_board_info __initdata afeb9260_i2c_devices[] = { 146 { 147 I2C_BOARD_INFO("tlv320aic23", 0x1a), 148 }, { 149 I2C_BOARD_INFO("fm3130", 0x68), 150 }, { 151 I2C_BOARD_INFO("24c64", 0x50), 152 }, 153 }; 之类的i2c_board_info代码，目前再也不须要出现，如今只须要把tlv320aic2三、fm3130、 24c64这些设备结点填充做为相应的I 2 C controller结点的子结点便可，相似于前面的 i2c@1,0 { compatible = "acme,a1234-i2c-bus"; … rtc@58 { compatible = "maxim,ds1338"; reg = <58>; interrupts = < 7 3 >; }; }; Device Tree中的I 2 C client会透过I 2 C host驱动的probe()函数中调用 of_i2c_register_devices(&i2c_dev->adapter);被自动展开。 3. 注册spi_board_info，指定IRQ等板级信息。 形如 79 static struct spi_board_info afeb9260_spi_devices[] = { 80 { /* DataFlash chip */ 81 .modalias = "mtd_dataflash", 82 .chip_select = 1, 83 .max_speed_hz = 15 * 1000 * 1000, 84 .bus_num = 0, 85 }, 86 }; 之类的spi_board_info代码，目前再也不须要出现，与I 2 C相似，如今只须要把mtd_dataflash 之类的结点，做为SPI控制器的子结点便可，SPI host驱动的probe函数透过 spi_register_master()注册master的时候，会自动展开依附于它的slave。 4. 多个针对不一样电路板的machine，以及相关的callback。 过去，ARM Linux针对不一样的电路板会创建由MACHINE_START和 MACHINE_END包围起来的针对这个machine的一系列callback，譬如： 373 MACHINE_START(VEXPRESS, "ARM-Versatile Express") 374 .atag_offset = 0x100, 375 .smp = smp_ops(vexpress_smp_ops), 376 .map_io = v2m_map_io, 377 .init_early = v2m_init_early, 378 .init_irq = v2m_init_irq, 379 .timer = &v2m_timer, 380 .handle_irq = gic_handle_irq, 381 .init_machine = v2m_init, 382 .restart = vexpress_restart, 383 MACHINE_END 这些不一样的machine会有不一样的MACHINE ID，Uboot在启动Linux内核时会将 MACHINE ID存放在r1寄存器，Linux启动时会匹配Bootloader传递的MACHINE ID和 MACHINE_START声明的MACHINE ID，而后执行相应machine的一系列初始化函数。 引入Device Tree以后，MACHINE_START变动为DT_MACHINE_START，其中 含有一个.dt_compat 成员，用于代表相关的machine与.dts 中root结点的compatible属性兼 容关系。若是Bootloader传递给内核的Device Tree中root结点的compatible属性出如今某 machine的.dt_compat 表中，相关的machine就与对应的Device Tree匹配，从而引起这一 machine的一系列初始化函数被执行。 489 static const char * const v2m_dt_match[] __initconst = { 490 "arm,vexpress", 491 "xen,xenvm", 492 NULL, 493 }; 495 DT_MACHINE_START(VEXPRESS_DT, "ARM-Versatile Express") 496 .dt_compat = v2m_dt_match, 497 .smp = smp_ops(vexpress_smp_ops), 498 .map_io = v2m_dt_map_io, 499 .init_early = v2m_dt_init_early, 500 .init_irq = v2m_dt_init_irq, 501 .timer = &v2m_dt_timer, 502 .init_machine = v2m_dt_init, 503 .handle_irq = gic_handle_irq, 504 .restart = vexpress_restart, 505 MACHINE_END Linux倡导针对多个SoC、多个电路板的通用DT machine，即一个DT machine 的.dt_compat 表含多个电路板.dts 文件的root结点compatible属性字符串。以后，若是的电 路板的初始化序列不同，能够透过int of_machine_is_compatible(const char *compat) API 判断具体的电路板是什么。 譬如arch/arm/mach-exynos/mach-exynos5-dt.c的EXYNOS5_DT machine同时兼容 "samsung,exynos5250"和"samsung,exynos5440"： 158 static char const *exynos5_dt_compat[] __initdata = { 159 "samsung,exynos5250", 160 "samsung,exynos5440", 161 NULL 162 }; 163 177 DT_MACHINE_START(EXYNOS5_DT, "SAMSUNG EXYNOS5 (Flattened Device Tree)") 178 /* Maintainer: Kukjin Kim <kgene.kim@samsung.com> */ 179 .init_irq = exynos5_init_irq, 180 .smp = smp_ops(exynos_smp_ops), 181 .map_io = exynos5_dt_map_io, 182 .handle_irq = gic_handle_irq, 183 .init_machine = exynos5_dt_machine_init, 184 .init_late = exynos_init_late, 185 .timer = &exynos4_timer, 186 .dt_compat = exynos5_dt_compat, 187 .restart = exynos5_restart, 188 .reserve = exynos5_reserve, 189 MACHINE_END 它的.init_machine 成员函数就针对不一样的machine进行了不一样的分支处理： 126 static void __init exynos5_dt_machine_init(void) 127 { 128 … 149 150 if (of_machine_is_compatible("samsung,exynos5250")) 151 of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table, 152 exynos5250_auxdata_lookup, NULL); 153 else if (of_machine_is_compatible("samsung,exynos5440")) 154 of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table, 155 exynos5440_auxdata_lookup, NULL); 156 } 使用Device Tree后，驱动须要与.dts 中描述的设备结点进行匹配，从而引起驱动的 probe()函数执行。对于platform_driver而言，须要添加一个OF匹配表，如前文的.dts 文件 的"acme,a1234-i2c-bus"兼容I 2 C控制器结点的OF匹配表能够是： 436 static const struct of_device_id a1234_i2c_of_match[] = { 437 { .compatible = "acme,a1234-i2c-bus ", }, 438 {}, 439 }; 440 MODULE_DEVICE_TABLE(of, a1234_i2c_of_match); 441 442 static struct platform_driver i2c_a1234_driver = { 443 .driver = { 444 .name = "a1234-i2c-bus ", 445 .owner = THIS_MODULE, 449 .of_match_table = a1234_i2c_of_match, 450 }, 451 .probe = i2c_a1234_probe, 452 .remove = i2c_a1234_remove, 453 }; 454 module_platform_driver(i2c_a1234_driver); 对于I2C和SPI从设备而言，一样也能够透过of_match_table添加匹配的.dts 中的 相关结点的compatible属性，如sound/soc/codecs/wm8753.c中的： 1533 static const struct of_device_id wm8753_of_match[] = { 1534 { .compatible = "wlf,wm8753", }, 1535 { } 1536 }; 1537 MODULE_DEVICE_TABLE(of, wm8753_of_match); 1587 static struct spi_driver wm8753_spi_driver = { 1588 .driver = { 1589 .name = "wm8753", 1590 .owner = THIS_MODULE, 1591 .of_match_table = wm8753_of_match, 1592 }, 1593 .probe = wm8753_spi_probe, 1594 .remove = wm8753_spi_remove, 1595 }; 1640 static struct i2c_driver wm8753_i2c_driver = { 1641 .driver = { 1642 .name = "wm8753", 1643 .owner = THIS_MODULE, 1644 .of_match_table = wm8753_of_match, 1645 }, 1646 .probe = wm8753_i2c_probe, 1647 .remove = wm8753_i2c_remove, 1648 .id_table = wm8753_i2c_id, 1649 }; 不过这边有一点须要提醒的是，I 2 C和SPI外设驱动和Device Tree中设备结点的 compatible 属性还有一种弱式匹配方法，就是别名匹配。compatible 属性的组织形式为 <manufacturer>,<model>，别名其实就是去掉compatible 属性中逗号前的manufacturer前缀。 关于这一点，可查看drivers/spi/spi.c的源代码，函数spi_match_device()暴露了更多的细节， 若是别名出如今设备spi_driver的id_table里面，或者别名与spi_driver的name字段相同， SPI设备和驱动均可以匹配上： 90 static int spi_match_device(struct device *dev, struct device_driver *drv) 91 { 92 const struct spi_device *spi = to_spi_device(dev); 93 const struct spi_driver *sdrv = to_spi_driver(drv); 94 95 /* Attempt an OF style match */ 96 if (of_driver_match_device(dev, drv)) 97 return 1; 98 99 /* Then try ACPI */ 100 if (acpi_driver_match_device(dev, drv)) 101 return 1; 102 103 if (sdrv->id_table) 104 return !!spi_match_id(sdrv->id_table, spi); 105 106 return strcmp(spi->modalias, drv->name) == 0; 107 } 71 static const struct spi_device_id *spi_match_id(const struct spi_device_id *id, 72 const struct spi_device *sdev) 73 { 74 while (id->name[0]) { 75 if (!strcmp(sdev->modalias, id->name)) 76 return id; 77 id++; 78 } 79 return NULL; 80 } 4. 经常使用OF&API& 在Linux的BSP和驱动代码中，还常常会使用到Linux中一组Device Tree的API, 这些API一般被冠以of_前缀，它们的实现代码位于内核的drivers/of目录。这些经常使用的 API包括： int of_device_is_compatible(const struct device_node *device,const char *compat); 判断设备结点的compatible 属性是否包含compat指定的字符串。当一个驱动支持 2个或多个设备的时候，这些不一样.dts 文件中设备的compatible 属性都会进入驱动 OF匹配 表。所以驱动能够透过Bootloader传递给内核的Device Tree中的真正结点的compatible 属 性以肯定到底是哪种设备，从而根据不一样的设备类型进行不一样的处理。如 drivers/pinctrl/pinctrl-sirf.c即兼容于"sirf,prima2-pinctrl"，又兼容于"sirf,prima2-pinctrl"，在驱 动中就有相应分支处理： 1682 if (of_device_is_compatible(np, "sirf,marco-pinctrl")) 1683 is_marco = 1; struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from, const char *type, const char *compatible); 根据compatible属性，得到设备结点。遍历Device Tree中全部的设备结点，看看 哪一个结点的类型、compatible属性与本函数的输入参数匹配，大多数状况下，from、type 为NULL。 int of_property_read_u8_array(const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_values, size_t sz); int of_property_read_u16_array(const struct device_node *np, const char *propname, u16 *out_values, size_t sz); int of_property_read_u32_array(const struct device_node *np, const char *propname, u32 *out_values, size_t sz); int of_property_read_u64(const struct device_node *np, const char *propname, u64 *out_value); 读取设备结点np的属性名为propname，类型为八、1六、3二、64位整型数组的属性。 对于32位处理器来说，最经常使用的是of_property_read_u32_array()。如在arch/arm/mm/cachel2x0.c中，透过以下语句读取L2 cache的"arm,data-latency"属性： 534 of_property_read_u32_array(np, "arm,data-latency", 535 data, ARRAY_SIZE(data)); 在arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dts中，含有"arm,data-latency"属性的L2 cache 结点以下： 137 L2: cache-controller@1e00a000 { 138 compatible = "arm,pl310-cache"; 139 reg = <0x1e00a000 0x1000>; 140 interrupts = <0 43 4>; 141 cache-level = <2>; 142 arm,data-latency = <1 1 1>; 143 arm,tag-latency = <1 1 1>; 144 } 有些状况下，整形属性的长度可能为1，因而内核为了方便调用者，又在上述API 的基础上封装出了更加简单的读单一整形属性的API，它们为int of_property_read_u8()、 of_property_read_u16()等，实现于include/linux/of.h： 513 static inline int of_property_read_u8(const struct device_node *np, 514 const char *propname, 515 u8 *out_value) 516 { 517 return of_property_read_u8_array(np, propname, out_value, 1); 518 } 519 520 static inline int of_property_read_u16(const struct device_node *np, 521 const char *propname, 522 u16 *out_value) 523 { 524 return of_property_read_u16_array(np, propname, out_value, 1); 525 } 526 527 static inline int of_property_read_u32(const struct device_node *np, 528 const char *propname, 529 u32 *out_value) 530 { 531 return of_property_read_u32_array(np, propname, out_value, 1); 532 } int of_property_read_string(struct device_node *np, const char *propname, const char **out_string); int of_property_read_string_index(struct device_node *np, const char *propname, int index, const char **output); 前者读取字符串属性，后者读取字符串数组属性中的第index个字符串。如 drivers/clk/clk.c中的of_clk_get_parent_name()透过of_property_read_string_index()遍历 clkspec结点的全部"clock-output-names"字符串数组属性。 1759 const char *of_clk_get_parent_name(struct device_node *np, int index) 1760 { 1761 struct of_phandle_args clkspec; 1762 const char *clk_name; 1763 int rc; 1764 1765 if (index < 0) 1766 return NULL; 1767 1768 rc = of_parse_phandle_with_args(np, "clocks", "#clock-cells", index, 1769 &clkspec); 1770 if (rc) 1771 return NULL; 1772 1773 if (of_property_read_string_index(clkspec.np, "clock-output-names", 1774 clkspec.args_count ? clkspec.args[0] : 0, 1775 &clk_name) < 0) 1776 clk_name = clkspec.np->name; 1777 1778 of_node_put(clkspec.np); 1779 return clk_name; 1780 } 1781 EXPORT_SYMBOL_GPL(of_clk_get_parent_name); static inline bool of_property_read_bool(const struct device_node *np, const char *propname); 若是设备结点np含有propname属性，则返回true，不然返回false。通常用于检查 空属性是否存在。 void __iomem *of_iomap(struct device_node *node, int index); 经过设备结点直接进行设备内存区间的 ioremap()，index是内存段的索引。若设备 结点的reg属性有多段，可经过index标示要ioremap的是哪一段，只有1段的状况，index 为0。采用Device Tree后，大量的设备驱动经过of_iomap()进行映射，而再也不经过传统的 ioremap。 unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *dev, int index); 透过Device Tree或者设备的中断号，其实是从.dts 中的interrupts属性解析出中 断号。若设备使用了多个中断，index指定中断的索引号。 还有一些OF API，这里不一一列举，具体可参考include/linux/of.h头文件。 5. 总结& ARM社区一向充斥的大量垃圾代码致使Linus盛怒，所以社区在2011年到2012年进 行了大量的工做。ARM Linux开始围绕Device Tree展开，Device Tree有本身的独立的语 法，它的源文件为.dts，编译后获得.dtb，Bootloader在引导Linux内核的时候会将.dtb 地址 告知内核。以后内核会展开Device Tree并建立和注册相关的设备，所以arch/arm/mach-xxx 和arch/arm/plat-xxx中大量的用于注册platform、I 2 C、SPI板级信息的代码被删除，而驱动 也以新的方式和.dts 中定义的设备结点进行匹配。