linux設(shè)備驅(qū)動統(tǒng)一模型詳解

1.設(shè)備樹概念

1.1.設(shè)備樹感性認識

設(shè)備樹(Device Tree)，將這個詞分開就是“設(shè)備”和“樹”，描述設(shè)備樹的文件叫做DTS(Device Tree Source)，這個DTS 文件采用樹形結(jié)構(gòu)描述板級設(shè)備，比如CPU 數(shù)量、 內(nèi)存基地址、IIC 接口上接了哪些設(shè)備、SPI 接口上接了哪些設(shè)備等等。設(shè)備樹是樹形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具有描述系統(tǒng)中設(shè)備的節(jié)點。每個節(jié)點都有描述所代表設(shè)備特征的鍵值對。每個節(jié)點只有一個父節(jié)點，而根節(jié)點則沒有父節(jié)點。

1.2.DTS、DTB、DTC

DTS：設(shè)備樹源碼文件；DTB：將DTS編譯后得到的二進制文件；DTC：DTS的編譯工具，其源碼在內(nèi)核的scriptsdtc目錄下?；谕瑯?a target="_blank">arm架構(gòu)的CPU有很多，同一個CPU會制作很多配置不一的板子，如何正確的編譯所選的板子的DTS文件呢？在內(nèi)核的arch/arm/boot/dts/Makefile中：

?

dtb-$(CONFIG_ARCH_XXX)?+=?xxx.dtb
dtb-$(CONFIG_ARCH_XXX)?+=?xxx-sip.dtb
dtb-$(CONFIG_ARCH_XXX)?+=?xxx.dtb
dtb-$(CONFIG_ARCH_XXX)?+=?xxx.dtb

?

例如xxxx的開發(fā)板，只要設(shè)置CONFIG_ARCH_xxx=y,所有用到這顆SOC的DTS都會編譯成DTB。如果后續(xù)還用到了這顆SOC設(shè)計的開發(fā)板，只要新建一個DTS文件，并將對應(yīng)名稱的DTB文件名加到dtb-$(CONFIG_ARCH_xxx)中，在編譯設(shè)備樹時就會將DTS編譯為二進制的DTB文件。

1.3.Device Tree語法

以下語法分析均以xxx.dts為例。

1.3.1.dtsi頭文件

設(shè)備樹的頭文件擴展名為 .dtsi。以xxx.dts為例，其包含以下頭文件。

?

#include?"skeleton.dtsi"
#include?xxx.h"
#include?"xxx-clocks.dtsi"
#include?"xxx-pinctrl.dtsi"
#include?"xxx-camera.dtsi"

?

需要注意的是.dts文件不但可以引用.dtsi文件，還可以引用.h文件和其他的.dts文件。Q1:每一個.dtsi和.dts都有自己的根節(jié)點，但是一個設(shè)備樹文件只允許有一個根節(jié)點，DTC如何處理？將根節(jié)點合并，保留最后一級的根節(jié)點。包含的頭文件內(nèi)容會被展開，展開的位置在/memory和/cpus之間。（存疑，只用xxx.dts編譯過）Q2:如果包含過程中有重復(fù)的compatible，DTC怎么處理？編譯時不會報錯，會生成兩個compatible屬性一樣的節(jié)點。

1.3.2.設(shè)備節(jié)點

設(shè)備樹中的每一個節(jié)點都按照以下格式命名：

?

node-name@unit-address

?

node-name表示節(jié)點名稱，它的長度范圍應(yīng)該是1~31個字符，可以由以下的字符組成：

字符	說明
0~9	數(shù)字
a-z	小寫字母
A-Z	大寫字母
,	逗號(英文)
.	句號（英文）
_	下劃線（英文）
+	加號
-	減號

表 2-1節(jié)點名稱的有效字符

節(jié)點名稱應(yīng)以較低或大寫字符開頭，并應(yīng)描述設(shè)備的一般類別。節(jié)點的單位地址特定于節(jié)點所在的總線類型。它由表2-1中字符集中的一個或多個ASCII字符組成。單位地址必須與節(jié)點的reg屬性中指定的第一個地址匹配。如果節(jié)點沒有reg屬性，則必須省略@unit-address，并且單獨使用節(jié)點名稱將節(jié)點與樹中相同級別的其他節(jié)點區(qū)分開來。對于reg格式和單位地址，特定總線的綁定可能會指定附加更具體的要求。根節(jié)點沒有節(jié)點名稱或單位地址。它由正斜杠(/)標識。

圖 2-1節(jié)點名稱示例

在圖2-1中，節(jié)點名稱為cpu的兩個節(jié)點通過uint-address 0和1區(qū)分；節(jié)點名稱為ethernet的兩個節(jié)點通過uint-address fe002000和fe003000區(qū)分。在設(shè)備樹中經(jīng)常會看到以下設(shè)備名稱：

?

watchdog:?watchdog@04009800?

?

冒號前的是節(jié)點標簽（label）,冒號后是節(jié)點名稱。引入label的目的是方便訪問節(jié)點，可以直接通過&label來訪問這個節(jié)點。比如上述節(jié)點就可以使用&watchdog來訪問。

1.3.2.1.通用名稱建議

節(jié)點的名稱應(yīng)該有些通用，反映設(shè)備的功能，而不是其精確的編程模型。如適用，名稱應(yīng)為以下選擇之一：

?

??adc??????accelerometer
??atm??????audio-codec
??audio-controller???backlight:
??bluetooth?????bus
??cache-controller???camera
??can??????charger
??clock:?????clock-controller
??compact-flash????cpu
??cpus??????crypto
??disk??????display
??dma-controller???dsp
??eeprom?????efuse:
??mdio??????memory
??memory-controller???mmc
??mmc-slot?????mouse
??nand-controller???nvram
??oscillator????parallel
??pc-card?????pci
??pcie??????phy
??pinctrl?????pmic
??pmu??????port
??ports??????pwm

?

1.3.2.2.路徑名稱

通過指定從根節(jié)點到所需節(jié)點的完整路徑（通過所有子節(jié)點），可以唯一識別devicetree中的節(jié)點。指定設(shè)備路徑的約定是：

?

?/node-name-1/node-name-2/.../node-name-N

?

例如，在圖2-1中，到cpu#1的設(shè)備路徑為：

?

/cpus/cpu@1

?

/為根節(jié)點，在保證完整路徑明確的前提下，可以省略uint-address。

1.3.3.屬性

設(shè)備樹中的每個節(jié)點都有描述節(jié)點特性的屬性。屬性由名稱和值組成。

1.3.3.1.屬性名稱

屬性名稱的長度范圍應(yīng)該是1~31個字符，可以由以下的字符組成：

字符	說明
0~9	數(shù)字
a-z	小寫字母
A-Z	大寫字母
,	逗號(英文)
.	句號（英文）
_	下劃線（英文）
+	加號
?	問號（英文）
#	#號(hash)

非標準屬性名稱應(yīng)指定唯一的字符串前綴，例如股票代號，用于標識定義該屬性的公司或組織的名稱。示例：

?

xxx,pin-function?=?<6>;
fsl,channel-fifo-len
??linux,network-index
??ibm,ppc-interrupt-server#s

?

1.3.3.2.屬性值

屬性值是包含與屬性關(guān)聯(lián)的信息的零或多個字節(jié)的數(shù)組。

數(shù)值	描述
、	值為空，用于描述bool信息。個人理解類似于flag參數(shù)
、	32位整數(shù)，采用big-endian格式。示例：32位值0x11223344將在內(nèi)存中表示為：地址 ? ?11 ?地址 + 122 ?地址 + 233 ? 地址 + 344
、	表示采用big-endian格式的64位整數(shù)。包括兩個值，其中第一個值包含整數(shù)的最有效位，第二個值包含最小有效位。例如：64位值0x1122334455667788將表示為兩個單元格：<0x11223344 0x55667788>。
、	格式特定于屬性，參見屬性定義。
、	字符串可打印且以空值(?)結(jié)尾。
、	一個值。phandle值是引用設(shè)備樹中另一個節(jié)點的方法?？杀灰玫娜魏喂?jié)點都用唯一的定義了phandle屬性數(shù)值。該數(shù)字用于帶有phandle值類型的屬性值。
、	串聯(lián)在一起的值列表。

big-endian和little-endian(大小端)：big-endian：是指低地址端存放高位字節(jié)；little-endian：是指低地址端存放低位字節(jié)；


?

1.3.3.3.標準屬性

Compatible(兼容)

屬性名稱	兼容值
值類型
描述	兼容屬性值由定義設(shè)備特定編程模型的一個或多個字符串組成?？蛻舳顺绦驊?yīng)使用此字符串列表選擇設(shè)備驅(qū)動程序。該屬性值包含一個從最特定到最通用的null終止字符串的串聯(lián)列表。它們允許設(shè)備表達其與一系列類似設(shè)備的兼容性，可能允許單個設(shè)備驅(qū)動器與幾個設(shè)備匹配。推薦的格式是“制造商，型號”，其中制造商是描述制造商名稱的字符串（如股票代號）。

示例：

compatible?=“fsl,mpc8641”,“ns16550”;

?

在此示例中，操作系統(tǒng)將首先嘗試查找支持fsl,mpc8641-uartmpc8641的設(shè)備驅(qū)動程序。如果找不到驅(qū)動程序，然后，它將嘗試定位受支持的更通用的ns16550設(shè)備類型驅(qū)動程序 。

一般驅(qū)動程序文件都會有個OF匹配表，此匹配表保存著一些compatible值，如果設(shè)備節(jié)點的 compatible屬性值和OF匹配表中的任何一個值相等，那么就表示設(shè)備可以使用這驅(qū)動。比如在文件drvier/misc/memctrl.c中：

?

static?struct?of_device_id_xxx_memctrl_of_match[]?=?{
?????{?.compatible?=?"xxxx,memctrl",?},
?????{},
};

?

對應(yīng)的，在arch/arm/boot/dts/xxx.dts中有：

?

memctrl:?memctrl?{
???compatible?=?"xxxx,memctrl";
???reg?=?<0x0121B000?0x1044>;
???clocks?=?<&sdram_bandw_clk>,?<&mem_axi_clk>;
???clock-names?=?"sdram_bandwidth_clk",?"mem_axi_clk";
???interrupts?=?;
???interrupt-controller;
???#interrupt-cells?=?<1>;
};

?

Model(型號)

屬性名稱	模型值
值類型	?
描述	指定設(shè)備的制造商型號。推薦的格式為：“制造商，型號”，其中制造商是描述制造商名稱的字符串（如股票代號）。

示例：

?

model =“fsl,MPC8349EMITX”；

?

Phandle(pointer handle)

屬性名稱	pointer handle值
值類型	?
描述	phandle屬性指定設(shè)備樹中唯一節(jié)點的數(shù)字標識符。phandle屬性值被需要引用與該屬性關(guān)聯(lián)的節(jié)點的其他節(jié)點使用。

示例：

?

pic@10000000?{
phandle?=?<1>;
interrupt-controller;
};

?

定義了1的phandle值。另一個設(shè)備節(jié)點可以引用phandle值為1的pic節(jié)點：

?

another-device-node?{
interrupt-parent?=?<1>;
};

?

Status

屬性名稱	狀態(tài)值
值類型
描述	狀態(tài)屬性指示設(shè)備的操作狀態(tài)，其有效值如下："okay"：指示設(shè)備可運行。"disabled"：表明設(shè)備目前尚未運行，但未來可能會運行（例如，未插入或關(guān)閉某物）。"fail"：表示設(shè)備無法運行，在設(shè)備中檢測到嚴重錯誤，如果不進行維修就不太可能運行"fail-sss"：表示設(shè)備無法運行，在設(shè)備中檢測到嚴重錯誤，如果不進行維修就不太可能運行，sss部分特定于設(shè)備，并指示檢測到的錯誤情況。

#address-cells and #size-cells

屬性名稱	#address-cells,#size-cells
值類型
描述	#address-cells和#size-cells屬性可用于設(shè)備樹層次結(jié)構(gòu)中包含子節(jié)點并描述如何解決子設(shè)備節(jié)點的任何設(shè)備節(jié)點。#address-cells屬性定義用于編碼子節(jié)點的reg屬性中地址字段的個單元格的數(shù)量。#size-cells屬性定義用于編碼子節(jié)點的reg屬性中大小字段的個單元格的數(shù)量。

?

#address-cells?=?<1>;
??#size-cells?=?<0>;

?

表示reg屬性中有一個u32表示address，沒有表示reg大小的數(shù)據(jù)，所以：reg = <0x0>; 即reg的起始地址為0x0，不描述其大小

?

#address-cells?=?<1>;
???#size-cells?=?<1>;

?

表示reg屬性中有一個u32表示address，有一個u32表示size，所以：reg = <0x00000000 0x00040000>; 即reg的起始地址為0x00000000，大小是0x00040000

Reg

屬性名稱	reg
值類型	編碼為任意數(shù)量（地址、長度）對
描述	reg屬性描述設(shè)備資源在其父總線定義的地址空間內(nèi)的地址。這通常意味著內(nèi)存映射IO寄存器塊的偏移和長度，但在某些總線類型上可能有不同的含義。根節(jié)點定義的地址空間中的地址為cpu真實地址。該值是一個，由任意數(shù)量的地址和長度對組成，<地址長度>。指定地址和長度所需的單元格的數(shù)量是總線特定的，由設(shè)備節(jié)點父級中的#address-cells和#size-cells屬性指定。如果父節(jié)點為#size-cells單元格指定值0，則應(yīng)忽略reg值中的長度字段。

示例：假設(shè)系統(tǒng)芯片中的設(shè)備包含兩個寄存器塊，SOC中偏移0x3000的32字節(jié)塊和偏移0xFE00的256字節(jié)塊。reg屬性的編碼如下（假設(shè)#address-cells和#size-cells值為1）：

?

reg=<0x3000?0x20?0xFE00?0x100>；

?

virtual-reg

屬性名稱	virtual-reg
值類型
描述	virtual-reg屬性指定一個有效地址，該地址映射到設(shè)備節(jié)點的reg屬性中指定的第一個物理地址。此屬性使引導(dǎo)程序能夠為客戶端程序提供已設(shè)置的虛擬到物理映射。

Ranges

屬性名稱	range
值類型	或編碼為任意數(shù)量的（子總線地址、父總線地址、長度）三聯(lián)體
描述	range屬性提供了一種在總線地址空間（子地址空間）和總線節(jié)點父地址空間（父地址空間）之間定義映射或轉(zhuǎn)換的方法。range屬性值的格式是任意數(shù)量的三聯(lián)體（子總線地址、父總線地址、長度）：1.子總線地址是子總線地址空間內(nèi)的物理地址。表示地址的單元格數(shù)取決于總線，可以通過此節(jié)點（出現(xiàn)range屬性的節(jié)點）的#address-cells確定。2. 父總線地址是父總線地址空間中的物理地址。表示父地址的單元格數(shù)取決于總線，可以通過定義父地址空間的節(jié)點的#address-cells屬性確定。3. 長度指定子地址空間中范圍的大小。表示大小的單元格數(shù)可以根據(jù)該節(jié)點（出現(xiàn)range屬性的節(jié)點）的#size-cells確定。如果屬性用值定義，則它指定父地址和子地址空間相同，并且不需要地址轉(zhuǎn)換。如果總線節(jié)點中不存在該屬性，則假設(shè)節(jié)點的子節(jié)點和父地址空間之間不存在映射。

示例：

?

soc?{
?compatible?=?"simple-bus";
?#address-cells?=?<1>;
?#size-cells?=?<1>;
?ranges?=?<0x0?0xe0000000?0x00100000>;
?serial?{
??device_type?=?"serial";
??compatible?=?"ns16550";
??reg?=?<0x4600?0x100>;
??clock-frequency?=?<0>;
??interrupts?=?<0xA?0x8>;
??interrupt-parent?=?<&ipic>;
?};
};

?

soc節(jié)點指定了<0x0 0xe0000000 0x00100000>；此屬性值指定對于1024KB范圍的地址空間，在物理0x0處尋址的子節(jié)點映射到物理0xe0000000的父地址。通過這種映射，串行設(shè)備節(jié)點可以通過0xe0004600地址的加載或存儲、0x4600（在注冊表中指定）的偏移量以及范圍中指定的0xe0000000映射尋址。

dma-ranges

屬性名稱	dma-ranges
值類型	或編碼為任意數(shù)量的（子總線地址、父總線地址、長度）三聯(lián)體
描述	dma-range屬性用于描述存儲器映射總線的直接存儲器訪問(dma)結(jié)構(gòu)，其設(shè)備樹父級可以從總線的dma操作訪問。它提供了一種定義總線物理地址空間與總線父級物理地址空間之間映射或轉(zhuǎn)換的方法。dma-range屬性的值的格式是任意數(shù)量的（子總線地址、母線地址、長度）。指定的每個三聯(lián)體描述連續(xù)DMA地址范圍。1. 子總線地址是子總線地址空間內(nèi)的物理地址。表示地址的單元格數(shù)取決于總線，可以通過該節(jié)點（dma-range屬性出現(xiàn)的節(jié)點）的#address-cells地址單元格確定。2. 父總線地址是父總線地址空間中的物理地址。表示父地址的單元格數(shù)取決于總線，可以通過定義父地址空間的節(jié)點的#address-cells屬性確定。3. 長度指定子地址空間中范圍的大小。表示大小的單元格數(shù)量可以根據(jù)該節(jié)點（dma-range屬性出現(xiàn)的節(jié)點）的#size-cells確定。

Name(已棄用)

屬性名稱	name
值類型
描述	name屬性用于記錄節(jié)點名字，name屬性已經(jīng)被棄用 ，不推薦使用 name屬性，一些老的設(shè)備樹文件可能會使用此屬性。

device_type

屬性名稱	device_type
值類型
描述	由于DTS沒有FCode，因此不建議使用該屬性。只能用于在cpu節(jié)點和memory節(jié)點中，以便與IEEE 1275衍生設(shè)備兼容。

1.3.4.基本設(shè)備節(jié)點類型

所有設(shè)備樹文件均要包含一個根文件，并且所有設(shè)備樹文件均應(yīng)在根節(jié)點下存在以下節(jié)點：

1個/cpus節(jié)點

至少一個/memory節(jié)點

使用說明：R = 必需，O = 可選，OR = 可選但推薦，SD = 參見定義，所有其他的標準屬性均可接受，但可選

1.3.4.1.Root node

devicetree有一個單獨的根節(jié)點，所有其他設(shè)備節(jié)點都是它的后代。根節(jié)點的完整路徑為/。

屬性名稱	使用說明	類型	定義
#address-cells	R		root子節(jié)點的reg property地址格式。
#size-cells	R		root子節(jié)點的reg property大小格式。
model	R		指定唯一標識。系統(tǒng)板型號。推薦格式為“制造商，型號”
compatible	R		指定平臺體系結(jié)構(gòu)列表。該平臺兼容。這一建議可供操作系統(tǒng)在選擇平臺特定代碼時使用。

1.3.4.2./aliases節(jié)點

設(shè)備樹文件可能具有一個別名節(jié)點（/aliases），該節(jié)點定義一個或多個別名屬性。別名節(jié)點應(yīng)位于設(shè)備樹的根節(jié)點，并且具有節(jié)點名稱/別名。/aliases節(jié)點的每個屬性都定義了一個別名。屬性名稱指定別名。屬性值指定設(shè)備樹中節(jié)點的完整路徑。例如，屬性serial0 = "/simple-bus@fe000000/serial@llc500"定義了別名serial0。別名的命名規(guī)則如下：

字符	描述
0-9	數(shù)字
a-z	小寫字母
-	破折號

1.3.4.3./memory節(jié)點

所有設(shè)備樹都需要內(nèi)存設(shè)備節(jié)點，并描述系統(tǒng)的物理內(nèi)存布局。如果系統(tǒng)具有多個范圍的內(nèi)存，則可以創(chuàng)建多個內(nèi)存節(jié)點，或者可以在單個內(nèi)存節(jié)點的reg屬性中指定范圍。

/memory節(jié)點的屬性要求如下：

屬性名稱	使用說明	類型	定義
device_type	R	O
reg	R		由任意數(shù)量的地址和大小對組成，它們指定內(nèi)存范圍的物理地址和大小
initial-mapped-area	O		指定”初始映射區(qū)域”的地址和大小，是一個由三元組組成的屬性編碼數(shù)組（有效地址、物理地址、大小）。有效和物理地址均應(yīng)為64位（值），大小應(yīng)為32位（值）

在xxx.dts中

?

memory?{
???????reg?=??<0x40000000?0x10000000>;???起始地址0x40000000?長度0x10000000（32MB）
?};

?

1.3.4.4./chosen 節(jié)點

/chosen 節(jié)點不代表系統(tǒng)中的實際設(shè)備，而是描述了在運行時由系統(tǒng)固件選擇或指定的參數(shù)。它應(yīng)該是根節(jié)點的子節(jié)點。

屬性名稱	使用說明	類型	定義
bootargs	O		指定程序的啟動參數(shù)。如果不需要引導(dǎo)參數(shù)，則該值可能為空字符串
stdout-path	O		指定到表示用于引導(dǎo)控制臺輸出的設(shè)備的節(jié)點的完整路徑。如果包含’:’，則它將終止路徑。該值可以是別名。
stdin-path	O		指定到表示用于引導(dǎo)控制臺輸入的設(shè)備的節(jié)點的完整路徑。如果包含’:’，則它將終止路徑。該值可以是別名。

示例：

?

chosen?{
bootargs?=?"root=/dev/nfs?rw?nfsroot=192.168.1.1?console=ttyS0,115200";
};

?

1.3.4.5./cpus節(jié)點屬性

所有設(shè)備樹均需要/cpus/cpu節(jié)點。它并不代表系統(tǒng)中的真實設(shè)備，而是作為代表系統(tǒng)cpu的子cpu節(jié)點的容器。

屬性名稱	使用說明	類型	定義
device_type	R		值應(yīng)為“cpu”
reg	R		它為CPU節(jié)點表示的CPU/線程定義了唯一的CPU/線程ID。如果CPU支持多線程，則reg是一個數(shù)組，每個線程具有一個元素。
clock-frequency	R		以Hz為單位指定CPU的當前時鐘速度，格式可以是,或
timebase-frequency	R		指定更新時基的當前頻率
status	SD		此屬性應(yīng)存在于對稱多進程（SMP）CPU的節(jié)點中 配置?！眔kay”:CPU正在運行；”disable”:CPU處于靜止狀態(tài)。

1.3.5.中斷映射

在設(shè)備樹中，存在邏輯中斷樹，該邏輯中斷樹表示平臺硬件中斷的層次結(jié)構(gòu)和路由。在設(shè)備樹中，使用interrupt-parent屬性表示中斷源與中斷控制器的物理連線。代表產(chǎn)生中斷的設(shè)備節(jié)點包含一個中斷父屬性，該屬性具有一個虛擬值，指向給設(shè)備的中斷所路由到的設(shè)備（通常是中斷控制器）。

如果產(chǎn)生中斷的設(shè)備不具有中斷父屬性，則假定其中斷父節(jié)點為其設(shè)備父節(jié)點。每個中斷產(chǎn)生設(shè)備都包含一個中斷屬性，該屬性的值描述該設(shè)備的一個或多個中斷源。每個源都用稱為中斷描述符表示。中斷描述符的格式和含義是特定于中斷域的，即，取決于中斷域根節(jié)點上節(jié)點的屬性。中斷域的根使用#interrupt-cells屬性定義對中斷描述符進行編碼所需的值數(shù)量。

中斷域是解釋中斷描述符的上下文。中斷域的根可以是中斷控制器（interrupt controller）或中斷連接器（interrupt nexus）：

中斷控制器是物理設(shè)備，需要一個驅(qū)動程序來處理通過它路由的中斷。它還可能級聯(lián)到另一個中斷域。中斷控制器由設(shè)備樹中該節(jié)點上的interrupt-controller指定。

中斷連接器定義了一個中斷域和另一個中斷域之間的轉(zhuǎn)換。翻譯基于特定領(lǐng)域和總線的信息。使用interrupt-map屬性在域之間進行轉(zhuǎn)換。例如，PCI控制器設(shè)備節(jié)點可以是一個中斷連接器，定義從PCI中斷命名空間（INTA、INTB等）到具有中斷請求(IRQ)編號的中斷控制器的轉(zhuǎn)換。


?

1.3.5.1.Interrupts

屬性名稱	interrupts
值類型	編碼為任意數(shù)量的中斷描述符
描述	設(shè)備節(jié)點的中斷屬性定義設(shè)備生成的中斷。interrupts屬性的值由任意數(shù)量的中斷描述符組成。中斷描述符的格式由中斷域根定義。

示例：

?

interrupts?=?;

?

1.3.5.2.interrupt-parent

屬性名稱	interrupt-parent
值類型
描述	由于中斷樹中節(jié)點的層次結(jié)構(gòu)可能與device tree不匹配，因此interrupt-parent屬性可用于明確中斷父級的定義。該值是中斷父級的phandle。如果設(shè)備缺少此屬性，則假定其中斷父級為其設(shè)備樹父級。

示例：

?

interrupt-parent?=?<&gpe>;

?

1.3.5.3.interrupts-extended

屬性名稱	interrupts-extended
值類型
描述	擴展的中斷屬性列出了設(shè)備產(chǎn)生的中斷。當設(shè)備連接到多個中斷控制器時，應(yīng)該使用interrupts-extended代替interrupts，因為它會在每一個中斷描述符編碼一個父代phandle

示例：

?

interrupts-extended?=?<&pic?0xA?8>,?<&gic?0xda>;

?

1.3.5.4.#interrupt-cells

屬性名稱	#interrupt-cells
值類型
描述	#interrupt-cells屬性定義對中斷域的中斷描述符進行編碼所需的單元數(shù)量

1.3.5.5.interrupt-controller

屬性名稱	interrupt-controller
值類型
描述	中斷控制器屬性的存在將節(jié)點定義為中斷控制器節(jié)點。

1.4.Device Tree binary格式

Devicetree Blob (DTB)格式是Devicetree數(shù)據(jù)的平面二進制編碼。它用來在軟件程序之間交換設(shè)備數(shù)據(jù)。例如，在引導(dǎo)操作系統(tǒng)時，固件將向操作系統(tǒng)內(nèi)核傳遞一個DTB。

DTB格式將devicetree數(shù)據(jù)編碼為一個單一的、線性的、無指針的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它由一個小標題組成，接下來是三個大小可變的部分:內(nèi)存保留塊、結(jié)構(gòu)塊和字符串塊這些應(yīng)該按照這個順序出現(xiàn)在扁平的devicetree中。

因此。當按地址加載到內(nèi)存中時，設(shè)備樹結(jié)構(gòu)作為一個整體。將類似于圖中的圖表。

1.4.1.dt_header

設(shè)備樹的頭部是由以下C結(jié)構(gòu)體定義的。所有字段都是32位整數(shù)，以big-endian格式存儲。

?

struct?fdt_header?{
此字段應(yīng)包含值0xd00dfeed(big-endian)
?uint32_t?magic;????/*?magic?word?FDT_MAGIC?*/
此字段應(yīng)包含設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的總大小（字節(jié)）。該大小應(yīng)包含結(jié)構(gòu)的所有部分：報頭、內(nèi)存預(yù)留塊、結(jié)構(gòu)塊和字符串塊，以及塊之間或最終塊之后的自由空間間隙。
?uint32_t?totalsize;???/*?total?size?of?DT?block?*/
此字段應(yīng)包含結(jié)構(gòu)塊從標題開始的字節(jié)偏移
?uint32_t?off_dt_struct;???/*?offset?to?structure?*/
此字段應(yīng)包含從標題開始的字符串塊的字節(jié)偏移量
?uint32_t?off_dt_strings;??/*?offset?to?strings?*/
此字段應(yīng)包含從標題開始的內(nèi)存保留塊的字節(jié)偏移量
?uint32_t?off_mem_rsvmap;??/*?offset?to?memory?reserve?map?*/
此字段應(yīng)包含設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的版本
?uint32_t?version;???/*?format?version?*/
此字段應(yīng)包含設(shè)備所用版本向后兼容的最低版本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
?uint32_t?last_comp_version;??/*?last?compatible?version?*/

?/*?version?2?fields?below?*/
此字段應(yīng)包含系統(tǒng)引導(dǎo)CPU的物理ID。它應(yīng)與設(shè)備樹中CPU節(jié)點的reg屬性中給定的物理ID相同
?uint32_t?boot_cpuid_phys;??/*?Which?physical?CPU?id?we're?booting?on?*/
?/*?version?3?fields?below?*/
此字段應(yīng)包含字符串塊部分的字節(jié)長度
?uint32_t?size_dt_strings;??/*?size?of?the?strings?block?*/

?/*?version?17?fields?below?*/
此字段應(yīng)包含結(jié)構(gòu)塊部分的字節(jié)長度
?uint32_t?size_dt_struct;??/*?size?of?the?structure?block?*/
};

?

1.4.2.memory reservation block

內(nèi)存保留塊向客戶端程序提供物理內(nèi)存中被保留的區(qū)域的列表，這些內(nèi)存不用于一般的內(nèi)存分配，目的是保護重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不被客戶端程序覆蓋。這個區(qū)域包括了若干的reserve memory描述符。每個reserve memory描述符是由address和size組成。其中address和size都是用U64來描述：

?

struct?fdt_reserve_entry?{
uint64_t?address;
uint64_t?size;
};

?

1.4.3.Structure block

結(jié)構(gòu)塊描述了設(shè)備樹本身的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。它由若干的分片組成，每個分片開始位置都是保存了令牌(token)，以此來描述該分片的屬性和內(nèi)容。

FDT_BEGIN_NODE (0x00000001):該token描述了一個node的開始位置，緊挨著該token的就是node name（包括unit address）

FDT_END_NODE (0x00000002):該token描述了一個node的結(jié)束位置

FDT_PROP (0x00000003):該token描述了一個property的開始位置，該token之后是兩個u32的數(shù)據(jù)。它們之后就是長度為len的具體的屬性值數(shù)據(jù)。

?

struct?{
uint32_t?len;?表示該property value data的size。
uint32_t?nameoff;?表示該屬性字符串在device?tree?strings?block的偏移值
}

?

FDT_NOP (0x00000004)：被解析設(shè)備樹的程序忽略，可用于覆蓋其他屬性，以刪除它

FDT_END (0x00000009)：標記結(jié)構(gòu)塊的結(jié)束所以，一個DTB的結(jié)構(gòu)塊可能如下：

?

(optionally)?any?number?of?FDT_NOP?tokens
FDT_BEGIN_NODE?token:
--node’s?name
--paddings
For?each?property?of?the?node:
???????????????--FDT_NOP(optionally)
???????????????--FDT_PROP?token?
???????????????????--property????
all?child?nodes?in?this?format
(optionally)?any?number?of?FDT_NOP?tokens
FDT_END_NODE?token

?

1.4.4.Strings Block

定義了各個node中使用的屬性的字符串表。由于很多屬性會出現(xiàn)在多個node中，因此，所有的屬性字符串組成了一個string block。這樣可以壓縮DTB的size。

1.5.Linux解析設(shè)備樹

設(shè)備樹描述了設(shè)備的詳細信息，這些信息包括數(shù)字類型的、字符串類型的、數(shù)組類型的，我們在編寫驅(qū)動時需要去獲取這些信息。Linux內(nèi)核提供一系列以of_開頭的函數(shù)來獲取設(shè)備樹信息，這些函數(shù)的原型都定義在include/linux/of.h中。設(shè)備以節(jié)點的形式掛在設(shè)備樹上，Linux內(nèi)核使用device_node結(jié)構(gòu)體來描述一個節(jié)點，其定義在include/linux/of.h中：

?

struct?device_node?{
?const?char?*name;?????device?node?name
?const?char?*type;?????對應(yīng)device_type的屬性
?phandle?phandle;??????對應(yīng)該節(jié)點的phandle屬性
?const?char?*full_name;??從“/”開始的，表示該node的full?path

?Struct??property?*properties;??????該節(jié)點的屬性列表
如果需要刪除某些屬性，kernel并非真的刪除，而是掛入到deadprops的列表
?struct??property?*deadprops;?/*?removed?properties?*/
parent、child以及sibling將所有的device?node連接起來
?Struct??device_node?*parent;??
?Struct??device_node?*child;
?Struct??device_node?*sibling;
通過該指針可以獲取相同類型的下一個node
?Struct??device_node?*next;?/*?next?device?of?same?type?*/
通過該指針可以獲取node?global?list下一個node
?struct??device_node?*allnext;?/*?next?in?list?of?all?nodes?*/
?struct??kobject?kobj;
?unsigned?long?_flags;
?void?*data;
#if?defined(CONFIG_SPARC)
?const?char?*path_component_name;
?unsigned?int?unique_id;
?struct?of_irq_controller?*irq_trans;
#endif
};

?

1.5.1.查找節(jié)點的 OF函數(shù)

1.5.1.1.of_find_node_by_name

功能:Find a node by its "name" property函數(shù)

?

struct?device_node?*of_find_node_by_name(struct?device_node?*from,
?const?char?*name)

?

參數(shù):

?

@from：開始查找的節(jié)點，如果為NULL表示從根節(jié)點開始查找整個設(shè)備樹。
@name:：要查找的節(jié)點名字。

?

返回值:找到的節(jié)點，如果為NULL表示查找失敗。

1.5.1.2.of_find_node_by_path

功能:Find a node matching a full OF path函數(shù):

?

struct?device_node?*of_find_node_by_path(const?char?*path)

?

參數(shù):@path:完整的匹配路徑返回值:找到的節(jié)點，如果為NULL表示查找失敗。

1.5.1.3.of_find_node_by_type

功能Find a node by its "device_type" property函數(shù)

?

struct?device_node?*of_find_node_by_type(struct?device_node?*from,
?const?char?*type)

?

參數(shù)

?

@from：開始查找的節(jié)點，如果為NULL表示從根節(jié)點開始查找整個設(shè)備樹
@type:?要查找的節(jié)點類型

?

返回值找到的節(jié)點，如果為NULL表示查找失敗。

1.5.1.4.of_find_compatible_node

功能通過device_type和compatible查找指定節(jié)點函數(shù)

?

struct?device_node?*of_find_compatible_node(struct?device_node?*from,const?char?*type,?const?char?*compatible)

?

參數(shù)

?

@from：開始查找的節(jié)點，如果為NULL表示從根節(jié)點開始查找整個設(shè)備樹
@type:?要查找的節(jié)點device_type屬性
@compatible：節(jié)點的compatible屬性列表

?

返回值找到的節(jié)點，如果為NULL表示查找失敗。

1.5.1.5.of_find_node_with_property

功能通過屬性名查找指定節(jié)點函數(shù)

?

struct?device_node?*of_find_node_with_property(struct?device_node?*from,const?char?*prop_name)

?

參數(shù)

?

@from：開始查找的節(jié)點，如果為NULL表示從根節(jié)點開始查找整個設(shè)備樹
@type:?要查找的節(jié)點屬性名稱

?

返回值找到的節(jié)點，如果為NULL表示查找失敗。

1.5.2.查找父 /子節(jié)點的 OF函數(shù)

1.5.2.1.of_get_parent

功能函數(shù)用于獲取指定節(jié)點的父節(jié)點(如果有父節(jié)點的話 )函數(shù)

?

struct?device_node?*of_get_parent(const?struct?device_node?*node)

?

參數(shù)

?

@node:要查找父節(jié)點的節(jié)點

?

返回值找到的父節(jié)點

1.5.2.2.of_get_next_available_child

功能獲取子節(jié)點，并跳過status = "disabled"的節(jié)點函數(shù)

?

struct?device_node?*of_get_next_available_child(const?struct?device_node?*node,struct?device_node?*prev)

?

參數(shù)

?

@node:?父節(jié)點
@prev:當前父節(jié)點的上一個子節(jié)點,?如果為空，則獲取第一個子節(jié)點

?

返回值找到的子節(jié)點

1.5.3.提取屬性值的 OF函數(shù)

Linux內(nèi)核使用struct property來保存節(jié)點的屬性，其定義在/include/linux/of.h中：

?

struct?property?{
?char??*name;??????屬性的名稱
?int??length;??????屬性的長度
?void??*value;?????屬性的值
?struct?property?*next;???下一個屬性
?unsigned?long?_flags;?????
?unsigned?int?unique_id;
?struct?bin_attribute?attr;
};

?

1.5.3.1.of_find_property

功能尋找指定的屬性函數(shù)

?

struct?property?*of_find_property(const?struct?device_node?*np,
??????const?char?*name,
??????int?*lenp)

?

參數(shù)

?

@np:?設(shè)備節(jié)點
@name:屬性名稱
@lenp:屬性的字節(jié)數(shù)

?

返回值找到的屬性

1.5.3.2.讀取屬性中u8、u16、u32和u64類型的數(shù)組數(shù)據(jù)

當設(shè)置sz為1時，就是讀取一個數(shù)據(jù)，Linux內(nèi)核也是這么封裝的。

?

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)

?

1.5.3.3.of_property_read_string

功能找到并讀取屬性字符串函數(shù)

?

int?of_property_read_string(struct?device_node?*np,?const?char?*propname,const?char?**out_string)

?

參數(shù)

?

@np:?設(shè)備節(jié)點
@propname:屬性名稱
@out_string:讀取的字符串

?

返回值

?

0：讀取成功
-EINVAL：屬性不存在
-ENODATA：屬性沒有這個值
-EILSEQ：字符串不是以空字符’0’結(jié)尾

?

2.設(shè)備樹解析流程

2.1.內(nèi)核啟動并獲取設(shè)備樹

在uboot引導(dǎo)內(nèi)核的時候，會將設(shè)備樹在物理內(nèi)存中的物理起始內(nèi)存地址傳遞給Linux內(nèi)核，然后Linux內(nèi)核在unflattern_device_tree中解析設(shè)備鏡像，并利用掃描到的信息創(chuàng)建由device node構(gòu)成的鏈表，全局變量of_allnodes指向鏈表的根節(jié)點，設(shè)備樹的每一個節(jié)點都由一個struct device_node與之對應(yīng)。unflatten_device_tree的意思是解開設(shè)備樹，在這個函數(shù)里調(diào)用了__unflatten_device_tree這一函數(shù)：

?

/**
?*?__unflatten_device_tree?-?create?tree?of?device_nodes?from?flat?blob
?*
?*?unflattens?a?device-tree,?creating?the
?*?tree?of?struct?device_node.?It?also?fills?the?"name"?and?"type"
?*?pointers?of?the?nodes?so?the?normal?device-tree?walking?functions
?*?can?be?used.
?*?@blob:?The?blob?to?expand
?*?@mynodes:?The?device_node?tree?created?by?the?call
?*?@dt_alloc:?An?allocator?that?provides?a?virtual?address?to?memory
?*?for?the?resulting?tree
?*/
static?void?__unflatten_device_tree(struct?boot_param_header?*blob,
????????struct?device_node?**mynodes,
????????void?*?(*dt_alloc)(u64?size,?u64?align))

?

所以，現(xiàn)在為止，我們得到了一個名為of_allnodes的struct *device_node，它指向了設(shè)備樹展開后的device_node樹，后續(xù)的操作都是基于device_node樹。

2.2.創(chuàng)建platform_device

內(nèi)核從啟動到創(chuàng)建設(shè)備的過程大致如下：在do_initcalls中會傳遞level給do_initcall_level來調(diào)用不同層次的初始化函數(shù)，level的對應(yīng)關(guān)系見linux-3.10/include/linux/init.h 第196行。在這個初始化過程中，會調(diào)用一個customize_machine的函數(shù)。

2.3.Platform driver注冊流程

此節(jié)分析Platform driver的注冊流程，以memctrl驅(qū)動的注冊為例分析。關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用驅(qū)動初始化函數(shù)的流程分析，參考自動初始化機制章節(jié)。本章節(jié)分析從設(shè)備驅(qū)動文件的xxx_init函數(shù)開始分析。

2.3.1.struct platform_driver

platform_driver是在device_driver之上的一層封裝，其結(jié)構(gòu)如下：

?

struct?platform_driver?{
?int?(*probe)(struct?platform_device?*);???探測函數(shù)
?int?(*remove)(struct?platform_device?*);??驅(qū)動卸載時執(zhí)行
?void?(*shutdown)(struct?platform_device?*);??關(guān)機時執(zhí)行函數(shù)
?int?(*suspend)(struct?platform_device?*,?pm_message_t?state);??掛起函數(shù)
?int?(*resume)(struct?platform_device?*);?????恢復(fù)函數(shù)
?struct?device_driver?driver;???????????管理的driver對象
?const?struct?platform_device_id?*id_table;???匹配時使用
};

?

2.3.2.struct device_driver

struct device_driver是系統(tǒng)提供的基本驅(qū)動結(jié)構(gòu)：

?

struct?device_driver?{
?const?char???*name;??驅(qū)動名稱
?struct?bus_type???*bus;?所屬總線
?struct?module???*owner;?模塊擁有者
?const?char???*mod_name;?內(nèi)建的模塊使用
?bool?suppress_bind_attrs;??是否綁定到sysfs
?const?struct?of_device_id??*of_match_table;?設(shè)備樹匹配表
?const?struct?acpi_device_id??*acpi_match_table;?ACPI匹配表
?int?(*probe)?(struct?device?*dev);??探測設(shè)備
?int?(*remove)?(struct?device?*dev);?與設(shè)備脫離時調(diào)用
?void?(*shutdown)?(struct?device?*dev);?在關(guān)機時關(guān)閉設(shè)備
?int?(*suspend)?(struct?device?*dev,?pm_message_t?state);?使設(shè)備進入睡眠模式調(diào)用
?int?(*resume)?(struct?device?*dev);??喚醒設(shè)備時調(diào)用
?const?struct?attribute_group?**groups;?自動創(chuàng)建的默認屬性組
?const?struct?dev_pm_ops?*pm;??設(shè)備的功耗管理
?struct?driver_private?*p;?驅(qū)動的私有數(shù)據(jù)
};

?

2.3.3.platform_driver_register

Platform_driver的注冊接口是platform_driver_register，其定義如下：

?

int?platform_driver_register(struct?platform_driver?*drv)
{
?drv->driver.bus?=?&platform_bus_type;??設(shè)置總線類型
?if?(drv->probe)????確認定義了probe函數(shù)?????
??drv->driver.probe?=?platform_drv_probe;??里面實際調(diào)用的是drv的probe函數(shù)
?if?(drv->remove)
??drv->driver.remove?=?platform_drv_remove;
?if?(drv->shutdown)
??drv->driver.shutdown?=?platform_drv_shutdown;
?return?driver_register(&drv->driver);
}

?

platform_driver_register接口是為注冊總線驅(qū)動做一些準備工作，定義了總線類型，設(shè)置了driver的部分接口，最后driver_register會向總線注冊驅(qū)動

2.3.4.driver_register

?

int?driver_register(struct?device_driver?*drv)
{
?int?ret;
?struct?device_driver?*other;
?BUG_ON(!drv->bus->p);
?if?((drv->bus->probe?&&?drv->probe)?||
?????(drv->bus->remove?&&?drv->remove)?||
?????(drv->bus->shutdown?&&?drv->shutdown))
??printk(KERN_WARNING?"Driver?'%s'?needs?updating?-?please?use?"
???"bus_type?methods
",?drv->name);
?other?=?driver_find(drv->name,?drv->bus);?檢查驅(qū)動是否已經(jīng)注冊
?if?(other)?{
??printk(KERN_ERR?"Error:?Driver?'%s'?is?already?registered,?"
???"aborting...
",?drv->name);
??return?-EBUSY;
?}
?ret?=?bus_add_driver(drv);???driver_register的主要工作放在了這里
?if?(ret)
??return?ret;
?ret?=?driver_add_groups(drv,?drv->groups);?主要是在sysfs添加驅(qū)動屬性
?if?(ret)?{
??bus_remove_driver(drv);
??return?ret;
?}
?kobject_uevent(&drv->p->kobj,?KOBJ_ADD);???涉及到uevent，暫時不分析
?return?ret;
}

?

2.3.5.bus_add_driver

由以上分析可知，驅(qū)動的注冊，重點在bus_add_driver（）函數(shù)，它會向總線添加驅(qū)動：

?

Drivers/base/bus.c
int?bus_add_driver(struct?device_driver?*drv)
{
?struct?bus_type?*bus;
?struct?driver_private?*priv;??包含與驅(qū)動相關(guān)的kobject和klist結(jié)構(gòu)
?int?error?=?0;

?bus?=?bus_get(drv->bus);??獲取設(shè)備所屬的總線類型
?if?(!bus)
??return?-EINVAL;

?pr_debug("bus:?'%s':?add?driver?%s
",?bus->name,?drv->name);

?priv?=?kzalloc(sizeof(*priv),?GFP_KERNEL);
?if?(!priv)?{
??error?=?-ENOMEM;
??goto?out_put_bus;
?}
?klist_init(&priv->klist_devices,?NULL,?NULL);
?priv->driver?=?drv;
?drv->p?=?priv;
?priv->kobj.kset?=?bus->p->drivers_kset;
?error?=?kobject_init_and_add(&priv->kobj,?&driver_ktype,?NULL,
?????????"%s",?drv->name);
?if?(error)
??goto?out_unregister;

?klist_add_tail(&priv->knode_bus,?&bus->p->klist_drivers);
?if?(drv->bus->p->drivers_autoprobe)?{?如果設(shè)置了自動探測
??error?=?driver_attach(drv);
??if?(error)
???goto?out_unregister;
?}
?module_add_driver(drv->owner,?drv);

?error?=?driver_create_file(drv,?&driver_attr_uevent);
?if?(error)?{
??printk(KERN_ERR?"%s:?uevent?attr?(%s)?failed
",
???__func__,?drv->name);
?}
?error?=?driver_add_attrs(bus,?drv);
?if?(error)?{
??/*?How?the?hell?do?we?get?out?of?this?pickle??Give?up?*/
??printk(KERN_ERR?"%s:?driver_add_attrs(%s)?failed
",
???__func__,?drv->name);
?}

?if?(!drv->suppress_bind_attrs)?{
??error?=?add_bind_files(drv);
??if?(error)?{
???/*?Ditto?*/
???printk(KERN_ERR?"%s:?add_bind_files(%s)?failed
",
????__func__,?drv->name);
??}
?}

?return?0;

out_unregister:
?kobject_put(&priv->kobj);
?kfree(drv->p);
?drv->p?=?NULL;
out_put_bus:
?bus_put(bus);
?return?error;
}

?

2.3.6.driver_attach

driver_attach會嘗試綁定設(shè)備和驅(qū)動。編譯總線上的所有設(shè)備，然驅(qū)動挨個嘗試匹配，如果driver_probe_device()返回0且@dev->driver被設(shè)置，就代表找到了一對兼容的設(shè)備驅(qū)動。

?

int?driver_attach(struct?device_driver?*drv)
{
?return?bus_for_each_dev(drv->bus,?NULL,?drv,?__driver_attach);
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(driver_attach);

?

2.3.7.__driver_attach

對于每一個總線的設(shè)備，driver_attach都會調(diào)用__driver_attach來嘗試與驅(qū)動匹配。

?

static?int?__driver_attach(struct?device?*dev,?void?*data)
{
?struct?device_driver?*drv?=?data;

?/*
??*?Lock?device?and?try?to?bind?to?it.?We?drop?the?error
??*?here?and?always?return?0,?because?we?need?to?keep?trying
??*?to?bind?to?devices?and?some?drivers?will?return?an?error
??*?simply?if?it?didn't?support?the?device.
??*
??*?driver_probe_device()?will?spit?a?warning?if?there
??*?is?an?error.
??*/

?if?(!driver_match_device(drv,?dev))??匹配設(shè)備和驅(qū)動，這里調(diào)用的是platform_match
??return?0;

?if?(dev->parent)?/*?Needed?for?USB?*/
??device_lock(dev->parent);
?device_lock(dev);??設(shè)置互斥鎖，防止其他進程訪問設(shè)備資源
?if?(!dev->driver)??
如果設(shè)備沒有驅(qū)動，則為設(shè)備探測驅(qū)動，這個函數(shù)與注冊設(shè)備調(diào)用的是同一個函數(shù)
??driver_probe_device(drv,?dev);??
?device_unlock(dev);
?if?(dev->parent)
??device_unlock(dev->parent);

?return?0;
}

?

driver_probe_device里調(diào)用really_probe函數(shù)，并在really_probe中調(diào)用驅(qū)動文件中的probe函數(shù)，對于memctrl驅(qū)動而言，就是xxxx_memctrl_probe函數(shù)。至此，platfprm driver就注冊好了。

2.4.Platform Bus的匹配原則

由以上的代碼分析得知，注冊platform device時，會調(diào)用__device_attach -> driver_match_device,注冊platform driver時，會調(diào)用__driver_attach -> driver_match_device,也就是說設(shè)備和驅(qū)動都會調(diào)用到這個函數(shù)：

?

static?inline?int?driver_match_device(struct?device_driver?*drv,
??????????struct?device?*dev)
{
?return?drv->bus->match???drv->bus->match(dev,?drv)?:?1;
}

?

drv->bus->match，這是驅(qū)動綁定的總線提供的匹配函數(shù)，這里注冊的是platform總線設(shè)備，而platform總線的定義參考3.2.6 platform_bus_type。Platform對應(yīng)的match函數(shù)為：platform_match：

?

static?int?platform_match(struct?device?*dev,?struct?device_driver?*drv)
{
?struct?platform_device?*pdev?=?to_platform_device(dev);
?struct?platform_driver?*pdrv?=?to_platform_driver(drv);

?/*?Attempt?an?OF?style?match?first?*/
?if?(of_driver_match_device(dev,?drv))
??return?1;

?/*?Then?try?ACPI?style?match?*/
?if?(acpi_driver_match_device(dev,?drv))
??return?1;

?/*?Then?try?to?match?against?the?id?table?*/
?if?(pdrv->id_table)
??return?platform_match_id(pdrv->id_table,?pdev)?!=?NULL;

?/*?fall-back?to?driver?name?match?*/
?return?(strcmp(pdev->name,?drv->name)?==?0);
}

?

2.4.1.of_driver_match_device

根據(jù)驅(qū)動的of_match_table判斷是否有驅(qū)動與之匹配。對memctrl驅(qū)動而言，其of_match_table如下：

?

static?struct?of_device_id?xxxx_memctrl_of_match[]?=?{
?{?.compatible?=?"xxxx,memctrl",?},
???{},
};

?

of_driver_match_device的執(zhí)行流程如下：

所以重點應(yīng)該在__of_match_node函數(shù)：

2.4.1.1.__of_match_node

?

static?const?struct?of_device_id?*__of_match_node(const?struct?of_device_id?*matches,?const?struct?device_node?*node)
{
?if?(!matches)
??return?NULL;

?while?(matches->name[0]?||?matches->type[0]?||?matches->compatible[0])?{
??int?match?=?1;
??if?(matches->name[0])???查找名字
???????match?&=?node->name?&&?!strcmp(matches->name,?node->name);
??if?(matches->type[0])???查找類型
???????match?&=?node->type?&&?!strcmp(matches->type,?node->type);
??if?(matches->compatible[0])??查找屬性，檢測節(jié)點的compatible是否與驅(qū)動的一致
???????match?&=?__of_device_is_compatible(node,?matches->compatible);
??if?(match)
???????return?matches;
??????matches++;
?}
?return?NULL;
}

?

3.使用設(shè)備資源

4.自動初始化機制

4.1.編譯到內(nèi)核

4.1.1.module_init宏展開

Linux中每一個模塊都有一個module_init函數(shù)，并且有且只有一個，其定義如下：

?

/**
?*?module_init()?-?driver?initialization?entry?point
?*?@x:?function?to?be?run?at?kernel?boot?time?or?module?insertion
?*?
?*?module_init()?will?either?be?called?during?do_initcalls()?(if
?*?builtin)?or?at?module?insertion?time?(if?a?module).??There?can?only
?*?be?one?per?module.
?*/
#define?module_init(x)?__initcall(x);

__initcall(x)定義如下：

#define?__initcall(fn)?device_initcall(fn)

?

device_initcall(fn)定義如下：

?

#define?device_initcall(fn)???????__define_initcall(fn,?6)

?

__define_initcall的定義如下：

?

/*?initcalls?are?now?grouped?by?functionality?into?separate?
?*?subsections.?Ordering?inside?the?subsections?is?determined
?*?by?link?order.?
?*?For?backwards?compatibility,?initcall()?puts?the?call?in?
?*?the?device?init?subsection.
?*
?*?The?`id'?arg?to?__define_initcall()?is?needed?so?that?multiple?initcalls
?*?can?point?at?the?same?handler?without?causing?duplicate-symbol?build?errors.
?*/
?
#define?__define_initcall(fn,?id)?
?static?initcall_t?__initcall_##fn##id?__used?
?__attribute__((__section__(".initcall"?#id?".init")))?=?fn

?

Initcalls現(xiàn)在按照功能分組到單獨的子部分。子部分內(nèi)部的順序由鏈接順序決定。為了向后兼容，initcall()將調(diào)用放到device init小節(jié)中。需要定義initcall()的’id’參數(shù)，以便多個initcall可以指向同一個處理程序，而不會導(dǎo)致重復(fù)符號構(gòu)建錯誤。若不理解上述代碼的用法，可以參考__attribute__的section用法和C語言宏定義中#和##的用法。所以將__define_initcall展開將會是下面的內(nèi)容：

?

假設(shè)__define_initcall(led_init,?6)
Static?initcall_t?__initcall_led_init6?__used?
__attribute__((__section__(".initcall6.init")))?=?led_init

?

即是定義了一個類型為initcall_t的函數(shù)指針變量__initcall_led_init6，并賦值為led_init，該變量在鏈接時會鏈接到section(.initcall6.init)。

4.1.2.鏈接腳本

在linux3.10/arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S中：

?

......
SECTIONS??/*?line?54?*/
{
......
?.init.data?:?{?/*?line?202?*/
#ifndef?CONFIG_XIP_KERNEL
??INIT_DATA
#endif
??INIT_SETUP(16)
??INIT_CALLS
??CON_INITCALL
??SECURITY_INITCALL
??INIT_RAM_FS
?}
......
}

?

在linux3.10/include/asm-generic/vmlinux.lds.h中：

?

#define?VMLINUX_SYMBOL(x)?__VMLINUX_SYMBOL(x)
#define?__VMLINUX_SYMBOL(x)?x
......?/*?line?664?*/
#define?INIT_CALLS_LEVEL(level)??????
??VMLINUX_SYMBOL(__initcall##level##_start)?=?.;??
??*(.initcall##level##.init)????
??*(.initcall##level##s.init)????

#define?INIT_CALLS???????
??VMLINUX_SYMBOL(__initcall_start)?=?.;???
??*(.initcallearly.init)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(0)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(1)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(2)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(3)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(4)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(5)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(rootfs)????
??INIT_CALLS_LEVEL(6)?????
??INIT_CALLS_LEVEL(7)?????
??VMLINUX_SYMBOL(__initcall_end)?=?.;
......

?

所以INIT_CALLS_LEVEL(6)會展開為：

?

__initcall6_start?=?.;??*(.initcall6.init)???*(.initcall6s.init)

?

所以__initcall_led_init6會鏈接到

?

section(.initcall6.init)

?

4.1.3.初始化

內(nèi)核啟動流程為：


?

do_initcall_level的主要內(nèi)容如下：

?

/*?linux3.10/init/main.c?line?744?*/
static?void?__init?do_initcall_level(int?level)
{
.....
?for?(fn?=?initcall_levels[level];?fn?

	?

	由代碼可知，內(nèi)核會依次調(diào)用level段存儲的初始化函數(shù)。比如對于模塊來說level等于6。

	4.2.動態(tài)加載的模塊(.ko)

	4.2.1.Module_init展開

	如果設(shè)置為編譯成動態(tài)加載的模塊(.ko),module_init的展開形式與編譯到內(nèi)核不一樣。

	?
/*?Each?module?must?use?one?module_init().?*/
#define?module_init(initfn)?????
?static?inline?initcall_t?__inittest(void)?????檢查定義的函數(shù)是否符合initcall_t類型
?{?return?initfn;?}?????
?int?init_module(void)?__attribute__((alias(#initfn)));


	?

	alias屬性是GCC的特有屬性，將定義init_module為函數(shù)initfn的別名，所以module_init(initfn)的作用就是定義一個變量名init_module，其地址和initfn是一樣的。

	4.2.2.*mod.c文件

	編譯成module的模塊都會自動產(chǎn)生一個*.mod.c的文件，例如：

	?
struct?module?__this_module
__attribute__((section(".gnu.linkonce.this_module")))?=?{
.name?=?KBUILD_MODNAME,
.init?=?init_module,
#ifdef?CONFIG_MODULE_UNLOAD
.exit?=?cleanup_module,
#endif
.arch?=?MODULE_ARCH_INIT,
};


	?

	即定義了一個類型為module的全局變量__this_module，其成員.init就是上文由module_init定義的init_module變量。并且__this_module會被鏈接到section(".gnu.linkonce.this_module")。

	4.2.3.動態(tài)加載

	insmod是busybox提供的用戶層命令：路徑busybox/modutils/ insmod.c

	?
insmod_main
bb_init_module
init_module


	?

	路徑busybox/modutils/modutils.c：

	?
#define?init_module(mod,?len,?opts)?.
syscall(__NR_init_module,?mod,?len,?opts)該系統(tǒng)調(diào)用對應(yīng)內(nèi)核層的sys_init_module函數(shù)


	?

	路徑：kernel/module.c

	?
SYSCALL_DEFINE3(init_module,…)

//加載模塊的ko文件，并解釋各個section，重定位
mod?=?load_module(umod,?len,?uargs);

//查找section(".gnu.linkonce.this_module")
modindex?=?find_sec(hdr,?sechdrs,?secstrings,".gnu.linkonce.this_module");

//找到Hello_module.mod.c定義的module數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
mod?=?(void?*)sechdrs[modindex].sh_addr;

if?(mod->init?!=?NULL)
ret?=?do_one_initcall(mod->init);?//調(diào)用initfn.


	?

	4.3.__attribute__的section用法

	__define_initcall使用了gcc的__attribute__眾多屬性中的section子項，其使用方式為：

	?
__attribute__((__section__("section_name")))


	?

	其作用是將作用的函數(shù)或數(shù)據(jù)放入指定的名為”section_name”的段。

	4.4. C語言宏定義中#和##的用法

	4.4.1.一般用法

	我們使用#把宏參數(shù)變?yōu)橐粋€字符串。

	?
#define?PRINT(FORMAT,VALUE)
printf("The?value?of"#VALUE"is?"?FORMAT"
",VALUE)?


	?

	調(diào)用：printf("%d",x+3); ? ? --> ? ? 打印：The value of x+3 is 20

	這是因為”The value of”#VALUE”is ” FORMAT” ”實際上是包含了”The value of “,#VALUE,”is “,FORMAT,” ” 五部分字符串，其中VALUE和FORMAT被宏參數(shù)的實際值替換了。

	用##把兩個宏參數(shù)貼合在一起

	?
#define?ADD_TO_SUM(sum_number,val)?sum##sum_bumber+=(val)


	?

	調(diào)用：ADD_TO_SUM(2,100); ? ? --> ? ? 打?。簊um2+=(100)

	需要注意的是凡宏定義里有用'#'或'##'的地方宏參數(shù)是不會再展開。

	4.4.2.'#'和'##'的一些應(yīng)用特例

	合并匿名變量名

	?
#define??___ANONYMOUS1(type,?var,?line)??type??var##line?
#define??__ANONYMOUS0(type,?line)??___ANONYMOUS1(type,?_anonymous,?line)?
#define??ANONYMOUS(type)??__ANONYMOUS0(type,?__LINE__)?


	?

	例：ANONYMOUS(static int); ?即 static int _anonymous70; ?70表示該行行號；第一層：ANONYMOUS(static int); --> ?__ANONYMOUS0(static int, LINE);第二層：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?--> ?___ANONYMOUS1(static int, _anonymous, 70);第三層：? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?--> ?static int ?_anonymous70;即每次只能解開當前層的宏，所以__LINE__在第二層才能被解開；

	填充結(jié)構(gòu)

	?
#define??FILL(a)???{a,?#a}?
enum?IDD{OPEN,?CLOSE};?
typedef?struct?MSG{?
??IDD?id;?
??const?char??msg;?
}MSG;?
MSG?_msg[]?=?{FILL(OPEN),?FILL(CLOSE)};?


	?

	相當于：

	?
MSG?_msg[]?=?{{OPEN,?OPEN},?
??????????????{CLOSE,?CLOSE}};?


	?

	記錄文件名

	?
#define??_GET_FILE_NAME(f)???#f?
#define??GET_FILE_NAME(f)????_GET_FILE_NAME(f)?
static?char??FILE_NAME[]?=?GET_FILE_NAME(__FILE__);?


	?

	得到一個數(shù)值類型所對應(yīng)的字符串緩沖大小

	?
#define??_TYPE_BUF_SIZE(type)??sizeof?#type?
#define??TYPE_BUF_SIZE(type)???_TYPE_BUF_SIZE(type)?
char??buf[TYPE_BUF_SIZE(INT_MAX)];?
?????--??char??buf[_TYPE_BUF_SIZE(0x7fffffff)];?
?????--??char??buf[sizeof?0x7fffffff];?


	?

	這里相當于：

	?
char??buf[11];

- END -

	?

	?

	

	審核編輯：劉清