文章目錄

• • 1 內核對設備樹的處理
  • • 1.1 dtb 中每一個節點都被轉換為 device_node 結構體
    • 1.2 哪些設備樹節點會被轉換為 platform_device
    • 1.3 怎么轉換為 platform_device
  • 2 platform_device 如何與platform_driver 配對
  • 3 內核里操作設備樹的常用函數
  • • 3.1 內核中設備樹相關的頭文件介紹
    • • 3.1.1 處理 DTB
      • 3.1.2 處理 device_node
      • 3.1.3 處理 platform_device
    • 3.2 platform_device 相關的函數
    • • 3.2.1 of_find_device_by_node
      • 3.2.2 platform_get_resource
    • 3.3 有些節點不會生成 platform_device，怎么訪問它們
    • • 3.3.1 找到節點
      • 3.3.2 找到屬性
      • 3.3.3 獲取屬性的值
  • 4 怎么修改設備樹文件

1 內核對設備樹的處理

從源代碼文件 dts 文件開始，設備樹的處理過程為：
① dts 在 PC 機上被編譯為 dtb 文件；
② u-boot 把 dtb 文件傳給內核；
③ 內核解析 dtb 文件，把每一個節點都轉換為 device_node 結構體；
④ 對于某些 device_node 結構體，會被轉換為 platform_device 結構體。

1.1 dtb 中每一個節點都被轉換為 device_node 結構體

根節點被保存在全局變量 of_root 中，從 of_root 開始可以訪問到任意節點。

1.2 哪些設備樹節點會被轉換為 platform_device

A. 根節點下含有 compatile 屬性的子節點。
B. 含有特定 compatile 屬性的節點的子節點：
如 果 一 個 節 點 的 compatile 屬 性 ， 它 的 值 是 這 4 者之一： “simple-bus”,“simplemfd”,“isa”,“arm,amba-bus”, 那么它的子結點(需含 compatile 屬性)也可以轉換為platform_device。

C. 總線 I2C、SPI 節點下的子節點：不轉換為 platform_device某個總線下到子節點，應該交給對應的總線驅動程序來處理, 它們不應該被轉換為 platform_device。

對于如下設備樹文件：

/ {mytest {compatile = "mytest", "simple-bus";mytest@0 {compatile = "mytest_0";};};i2c {compatile = "samsung,i2c";at24c02 {compatile = "at24c02"; };};spi {compatile = "samsung,spi"; flash@0 {compatible = "winbond,w25q32dw";spi-max-frequency = <25000000>;reg = <0>;};};};

比如以下的節點中：

• /mytest 會被轉換為 platform_device, 因為它兼容"simple-bus";它的子節點/mytest/mytest@0 也會被轉換為 platform_device
• /i2c 節點一般表示 i2c 控制器, 它會被轉換為 platform_device, 在內核中有對應的 platform_driver;
• /i2c/at24c02 節點不會被轉換為 platform_device, 它被如何處理完全由父節點的 platform_driver決定, 一般是被創建為一個 i2c_client。
• 類似的也有/spi 節點, 它一般也是用來表示 SPI 控制器, 它會被轉換為 platform_device, 在內核中
  有對應的 platform_driver;
• /spi/flash@0 節點不會被轉換為 platform_device, 它被如何處理完全由父節點的 platform_driver決定, 一般是被創建為一個 spi_device。

1.3 怎么轉換為 platform_device

內核處理設備樹的函數調用過程，這里不去分析；我們只需要得到如下結論：
A. platform_device 中含有 resource 數組, 它來自 device_node 的 reg, interrupts 屬性;
B. platform_device.dev.of_node 指向 device_node, 可以通過它獲得其他屬性。

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2 platform_device 如何與platform_driver 配對

從設備樹轉換得來的 platform_device 會被注冊進內核里，以后當我們每注冊一個 platform_driver時，它們就會兩兩確定能否配對，如果能配對成功就調用 platform_driver 的 probe 函數。套路是一樣的。我們需要將前面講過的“匹配規則”再完善一下：
先貼源碼：

1. 最先比較：是否強制選擇某個 driver
比較 platform_device. driver_override 和platform_driver.driver.name，可以設置 platform_device 的 driver_override，強制選擇某個 platform_driver。

2.然后比較：設備樹信息
比較：platform_device. dev.of_node 和 platform_driver.driver.of_match_table。
由設備樹節點轉換得來的 platform_device 中，含有一個結構體：of_node。
它的類型如下：

如果一個 platform_driver 支持設備樹，它的platform_driver.driver.of_match_table 是一個數組，類型如下：

使用設備樹信息來判斷 dev 和 drv 是否配對時，首先，如果 of_match_table 中含有 compatible 值，就跟 dev 的 compatile 屬性比較，若一致則成功，否則返回失敗；

其次，如果 of_match_table 中含有 type 值，就跟 dev 的 device_type 屬性比較，若一致則成功，否則返回失敗；

最后，如果 of_match_table 中含有 name 值，就跟 dev 的 name 屬性比較，若一致則成功，否則返回失敗。

而設備樹中建議不再使用 devcie_type 和 name 屬性，所以基本上只使用設備節點的 compatible 屬性來尋找匹配的 platform_driver。

接下來比較：platform_device_id
比較 platform_device. name 和 platform_driver.id_table[i].name，id_table 中可能有多項。

platform_driver.id_table 是“platform_device_id”指針，表示該 drv 支持若干個 device，它里面列出了各個 device 的{.name, .driver_data}，其中的“name”表示該 drv 支持的設備的名字，driver_data是些提供給該 device 的私有數據。

最后比較：platform_device.name 和 platform_driver.driver.name：
platform_driver.id_table 可能為空，這時可以根據 platform_driver.driver.name 來尋找同名的 platform_device。

一個圖概括所有的配對過程：
概括出了這個圖：

沒有轉換為 platform_device 的節點，如何使用？
任意驅動程序里，都可以直接訪問設備樹。

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3 內核里操作設備樹的常用函數

內核源碼中 include/linux/目錄下有很多 of 開頭的頭文件，of 表示“open firmware”即開放固件。

3.1 內核中設備樹相關的頭文件介紹

設備樹的處理過程是：dtb -> device_node -> platform_device。

3.1.1 處理 DTB

of_fdt.h // dtb 文件的相關操作函數, 我們一般用不到, // 因為 dtb 文件在內核中已經被轉換為 device_node 樹(它更易于使用)

3.1.2 處理 device_node

of.h // 提供設備樹的一般處理函數, // 比如 of_property_read_u32(讀取某個屬性的 u32 值), // of_get_child_count(獲取某個 device_node 的子節點數) of_address.h // 地址相關的函數, // 比如 of_get_address(獲得 reg 屬性中的 addr, size 值) // of_match_device (從 matches 數組中取出與當前設備最匹配的一項) of_dma.h // 設備樹中 DMA 相關屬性的函數 of_gpio.h // GPIO 相關的函數 of_graph.h // GPU 相關驅動中用到的函數, 從設備樹中獲得 GPU 信息 of_iommu.h // 很少用到 of_irq.h // 中斷相關的函數 of_mdio.h // MDIO (Ethernet PHY) API of_net.h // OF helpers for network devices. of_pci.h // PCI 相關函數 of_pdt.h // 很少用到 of_reserved_mem.h // reserved_mem 的相關函數

3.1.3 處理 platform_device

of_platform.h // 把 device_node 轉換為 platform_device 時用到的函數, // 比如 of_device_alloc(根據 device_node 分配設置 platform_device), // of_find_device_by_node (根據 device_node 查找到 platform_device),// of_platform_bus_probe (處理 device_node 及它的子節點) of_device.h // 設備相關的函數, 比如 of_match_device

3.2 platform_device 相關的函數

of_platform.h 中聲明了很多函數，但是作為驅動開發者，我們只使用其中的 1、2 個。其他的都是給內核自己使用的，內核使用它們來處理設備樹，轉換得到 platform_device。

3.2.1 of_find_device_by_node

函數原型為：

extern struct platform_device *of_find_device_by_node(struct device_node *np);

設備樹中的每一個節點，在內核里都有一個 device_node；你可以使用 device_node 去找到對應的platform_device。

3.2.2 platform_get_resource

這個函數跟設備樹沒什么關系，但是設備樹中的節點被轉換為 platform_device 后，設備樹中的 reg 屬性、interrupts 屬性也會被轉換為“resource”。

這時，你可以使用這個函數取出這些資源。

函數原型為：

/** * platform_get_resource - get a resource for a device * @dev: platform device * @type: resource type // 取哪類資源？IORESOURCE_MEM、IORESOURCE_REG * // IORESOURCE_IRQ 等 * @num: resource index // 這類資源中的哪一個？ */ struct resource *platform_get_resource(struct platform_device *dev,unsigned int type, unsigned int num);

對于設備樹節點中的 reg 屬性，它對應 IORESOURCE_MEM 類型的資源；
對于設備樹節點中的 interrupts 屬性，它對應IORESOURCE_IRQ 類型的資源。

3.3 有些節點不會生成 platform_device，怎么訪問它們

內核會把 dtb 文件解析出一系列的 device_node 結構體，我們可以直接訪問這些 device_node。
內核源碼 incldue/linux/of.h 中聲明了 device_node 和屬性 property 的操作函數，device_node 和property 的結構體定義如下：

3.3.1 找到節點

a. of_find_node_by_path
根據路徑找到節點，比如“/”就對應根節點，“/memory”對應 memory 節點。
函數原型：

static inline struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path);

b. of_find_node_by_name
根據名字找到節點，節點如果定義了 name 屬性，那我們可以根據名字找到它。
函數原型：

extern struct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from, const char *name);

參數 from 表示從哪一個節點開始尋找，傳入 NULL 表示從根節點開始尋找。

但是在設備樹的官方規范中不建議使用“name”屬性，所以這函數也不建議使用。

c. of_find_node_by_type
根據類型找到節點，節點如果定義了 device_type 屬性，那我們可以根據類型找到它。
函數原型：

extern struct device_node *of_find_node_by_type(struct device_node *from, const char *type);

參數 from 表示從哪一個節點開始尋找，傳入 NULL 表示從根節點開始尋找。

但是在設備樹的官方規范中不建議使用“device_type”屬性，所以這函數也不建議使用。

d. of_find_compatible_node
根據 compatible 找到節點，節點如果定義了 compatible 屬性，那我們可以根據 compatible 屬性找到它。
函數原型：

extern struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from, const char *type, const char *compat);

參數 from 表示從哪一個節點開始尋找，傳入 NULL 表示從根節點開始尋找。
參數 compat 是一個字符串，用來指定 compatible 屬性的值；
參數 type 是一個字符串，用來指定 device_type 屬性的值，可以傳入 NULL。

e. of_find_node_by_phandle
根據 phandle 找到節點。
dts 文件被編譯為 dtb 文件時，每一個節點都有一個數字 ID，這些數字 ID 彼此不同。可以使用數字 ID來找到 device_node。這些數字 ID 就是 phandle。
函數原型：

extern struct device_node *of_find_node_by_phandle(phandle handle);

f. of_get_parent
找到 device_node 的父節點。
函數原型：

extern struct device_node *of_get_parent(const struct device_node *node);

g. of_get_next_parent
這個函數名比較奇怪，怎么可能有“next parent”？
它實際上也是找到 device_node 的父節點，跟 of_get_parent 的返回結果是一樣的。
差別在于它多調用下列函數，把 node 節點的引用計數減少了 1。這意味著調用 of_get_next_parent 之
后，你不再需要調用 of_node_put 釋放 node 節點。
of_node_put(node);
函數原型：

extern struct device_node *of_get_next_parent(struct device_node *node);

h. of_get_next_child
取出下一個子節點。
函數原型：

extern struct device_node *of_get_next_child(const struct device_node *node,struct device_node *prev);

參數 node 表示父節點；
prev 表示上一個子節點，設為 NULL 時表示想找到第 1 個子節點。

不斷調用 of_get_next_child 時，不斷更新 pre 參數，就可以得到所有的子節點。

i. of_get_next_available_child
取出下一個“可用”的子節點，有些節點的 status 是“disabled”，那就會跳過這些節點。
函數原型：

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

參數 node 表示父節點；
prev 表示上一個子節點，設為 NULL 時表示想找到第 1 個子節點。

j. of_get_child_by_name
根據名字取出子節點。
函數原型：

extern struct device_node *of_get_child_by_name(const struct device_node *node, const char *name);

參數 node 表示父節點；
name 表示子節點的名字。

3.3.2 找到屬性

內核源碼 incldue/linux/of.h 中聲明了 device_node 的操作函數，當然也包括屬性的操作函數。

a. of_find_property
找到節點中的屬性。
函數原型：

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

參數 np 表示節點，我們要在這個節點中找到名為 name 的屬性。

lenp 用來保存這個屬性的長度，即它的值的長度。

在設備樹中，節點大概是這樣：
xxx_node {
xxx_pp_name = “hello”;
};
上述節點中，“xxx_pp_name”就是屬性的名字，值的長度是 6。

3.3.3 獲取屬性的值

a. of_get_property
根據名字找到節點的屬性，并且返回它的值。
函數原型：

/* * Find a property with a given name for a given node * and return the value. */ const void *of_get_property(const struct device_node *np, const char *name,int *lenp)

參數 np 表示節點，我們要在這個節點中找到名為 name 的屬性，然后返回它的值。

lenp 用來保存這個屬性的長度，即它的值的長度。

b. of_property_count_elems_of_size
根據名字找到節點的屬性，確定它的值有多少個元素(elem)。
函數原型：

* of_property_count_elems_of_size - Count the number of elements in a property * * @np: device node from which the property value is to be read. * @propname: name of the property to be searched. * @elem_size: size of the individual element * * Search for a property in a device node and count the number of elements of * size elem_size in it. Returns number of elements on sucess, -EINVAL if the * property does not exist or its length does not match a multiple of elem_size * and -ENODATA if the property does not have a value. */ int of_property_count_elems_of_size(const struct device_node *np, const char *propname, int elem_size)

參數 np 表示節點，我們要在這個節點中找到名為 propname 的屬性，然后返回下列結果：

return prop->length / elem_size;

在設備樹中，節點大概是這樣：

xxx_node {xxx_pp_name = <0x50000000 1024> <0x60000000 2048>; };

調用 of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 8)時，返回值是 2；
調用 of_property_count_elems_of_size(np, “xxx_pp_name”, 4)時，返回值是 4。

c. 讀整數 u32/u64
函數原型為：

static inline int of_property_read_u32(const struct device_node *np,const char *propname,u32 *out_value); extern int of_property_read_u64(const struct device_node *np, const char *propname, u64 *out_value);

在設備樹中，節點大概是這樣：

xxx_node {name1 = <0x50000000>;name2 = <0x50000000 0x60000000>; };

調用 of_property_read_u32 (np, “name1”, &val)時，val 將得到值 0x50000000；
調用 of_property_read_u64 (np, “name2”, &val)時，val 將得到值 0x0x6000000050000000。

d. 讀某個整數 u32/u64
函數原型為：

extern int of_property_read_u32_index(const struct device_node *np,const char *propname,u32 index, u32 *out_value);

在設備樹中，節點大概是這樣：

xxx_node {name2 = <0x50000000 0x60000000>; };

調用 of_property_read_u32 (np, “name2”, 1, &val)時，val 將得到值 0x0x60000000。

e. 讀數組
函數原型為：

int of_property_read_variable_u8_array(const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_values, size_t sz_min, size_t sz_max); int of_property_read_variable_u16_array(const struct device_node *np, const char *propname, u16 *out_values, size_t sz_min, size_t sz_max); int of_property_read_variable_u32_array(const struct device_node *np,const char *propname, u32 *out_values,size_t sz_min, size_t sz_max); int of_property_read_variable_u64_array(const struct device_node *np,const char *propname, u64 *out_values,size_t sz_min, size_t sz_max);

在設備樹中，節點大概是這樣：

xxx_node {name2 = <0x50000012 0x60000034>; };

上述例子中屬性 name2 的值，長度為 8。
調用 of_property_read_variable_u8_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)時，out_values 中將會保存這 8 個字節： 0x12,0x00,0x00,0x50,0x34,0x00,0x00,0x60。
調用 of_property_read_variable_u16_array (np, “name2”, out_values, 1, 10)時，out_values中將會保存這 4 個 16 位數值： 0x0012, 0x5000,0x0034,0x6000。

總之，這些函數要么能取到全部的數值，要么一個數值都取不到；如果值的長度在 sz_min 和 sz_max 之間，就返回全部的數值；否則一個數值都不返回。

f. 讀字符串
函數原型為：

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

返回節點 np 的屬性(名為 propname)的值，(*out_string)指向這個值，把它當作字符串。

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4 怎么修改設備樹文件

一個寫得好的驅動程序, 它會盡量確定所用資源。
只把不能確定的資源留給設備樹, 讓設備樹來指定。

據原理圖確定"驅動程序無法確定的硬件資源", 再在設備樹文件中填寫對應內容。那么, 所填寫內容的格式是什么?

使用芯片廠家提供的工具。
有些芯片，廠家提供了對應的設備樹生成工具，可以選擇某個引腳用于某些功能，就可以自動生成設備樹節點。你再把這些節點復制到內核的設備樹文件里即可。

看綁定文檔，內核文檔 Documentation/devicetree/bindings/
做得好的廠家也會提供設備樹的說明文檔。

參考同類型單板的設備樹文件。

網上搜索。

實在沒辦法時, 只能去研究驅動源碼。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux内核对设备树的处理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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