I.MX6ULL内核开发10：设备树

目录

一、设备树简介

二、设备树源码

三、获取设备树信息

1、增加设备节点

2、内核编译设备树

3、替换设备树文件

4、查看设备树节点

5、在驱动中获取节点的属性

6、编译驱动模块

7、加载模块

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一、设备树简介

设备树的作用是描述一个硬件平台的硬件资源。这个“设备树”可以被bootloader（uboot）传递到内核，内核可以从设备树中获取硬件信息。

几个常见的文档缩写符号：

• DTS：是指.dts格式的文件，是一种ASII文本格式的设备树描述，设备树源码，一般一个.dts文件对应一个硬件平台。
• DTC：是指编译设备树源码的工具，一般情况下需要手动安装。
• DTB：是设备树源码编译生成的文件，类似于C语言中的“.bin”文件，可以被硬件识别。

二、设备树源码

文件定位：内核源码/arch/arm/boot/dts/imx6ull-mmc-npi.dts

/*----------------------头文件--------------------------*/
#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"/*----------------------中间部分--------------------------*// {model = "Embedfire i.MX6ULL Board";compatible = "fsl,imx6ull-14x14-evk", "fsl,imx6ull";aliases {pwm0 = &pwm1;pwm1 = &pwm2;pwm2 = &pwm3;pwm3 = &pwm4;};chosen {stdout-path = &uart1;};memory {reg = <0x80000000 0x20000000>;};reserved-memory {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;ranges;linux,cma {compatible = "shared-dma-pool";reusable;size = <0x14000000>;linux,cma-default;};};/*-------------以下内容省略--------------------*/
};

/*------------------追加部分--------------------------*/
&cpu0 {/*dc-supply = <&reg_gpio_dvfs>;*/clock-frequency = <800000000>;
};&clks {assigned-clocks = <&clks IMX6UL_CLK_PLL4_AUDIO_DIV>;assigned-clock-rates = <786432000>;
};/*------------------以下内容省略--------------------------*/

文件位置：内核源码/arch/arm/boot/dts/imx6ull.dtsi

cpus {#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;cpu0: cpu@0 {compatible = "arm,cortex-a7";device_type = "cpu";/*----------以下内容省略-----------------*/}；}；

设备树源码分为3部分：

• 第1-2行：头文件。头文件的引用有两种，一种为“.h”文件，一种为“.dtsi文件”。imx6ull.dtsi由NXP官方提供，是一个imx6ull平台“共用”的设备树文件。
• 中间部分：设备树节点。由{}组成，每一个设备树都只有一个“/”节点。
• 追加部分：&的意思是像原有的节点中追加内容。

三、获取设备树信息

1、增加设备节点

        在ebf_linux_kernel/arch/arm/boot/dts/imx6ull-mmc-npi.dts这个设备树中，尝试增加一个新的设备节点。

led_test{#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;rgb_led_red@0x0209C000{compatible = "fire,rgb_led_red";reg = <0x0209C000 0x00000020>;status = "okay";};
};

• 以上节点中，#address-cells = <1>，#size-cells = <1>，意味着它的子节点的reg属性里的数据是“地址”、“长度”交替的。
• 第二部分led的子节点，定了三种属性，分别为compatible、reg、status。由于在父节点设置了#address-cells = <1>，#size-cells = <1>，所以0x0209C000表示的是地址（这里填写的GPIO1控制寄存器的首地址），0x00000020表示的是地址长度。

2、内核编译设备树

        编译内核时会自自动编译设备树，到那时编译内核非常耗时，所以可以用以下命令只编译设备树。

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- npi_v7_defconfig
make ARCH=arm -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs

执行结果如下：

 编译成功后生成的设备树文件（.dtb）位于源码目录下/arch/arm/boot/dts/,文件名为“imx6ull-mmc-npi.dtb”

3、替换设备树文件

        将上位机上生成的.dtb文件替换掉开发板中的.dtb文件，替换/usr/lib/linux-image-4.19.35-imx6/imx6ull-mmc-npi.dtb。

uboot在启动的时候负责将该目录的设备我呢见加载到内存，供内核使用。

4、查看设备树节点

        设备树的设备节点在文件系统中有与之相对应的文件，位于/proc/device-tree目录，进入目录查看如下：

 接着进入led_test文件夹，可以发现led_test节点中定义的属性以及它的子节点，如下所示。

 在节点属性中多了一个name，我们在led节点中并没有定义name属性，这是自己生成的，保存节点名。

这里的属性是一个文件，而子系欸但是一个文件夹，再次进入“rgb_led_red@0x0209C000”文件夹。里面有compatible name regs status四个属性文件。我们可以使用“cat”命令查看这些属性文件，如下所示：

 至此，成功的在设备树中添加了一个名为“led_test”的节点。

5、在驱动中获取节点的属性

        实验是一个简化的字符设备驱动，在驱动中没有实际操作硬件，仅在.open函数中调用of函数获取设备树节点中的属性，获取成功后打印获取到的内容。

代码：get_dts_info.c

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/uaccess.h>#include <linux/types.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/ide.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/gpio.h>
#include <asm/mach/map.h>
#include <asm/io.h>#include <linux/of.h>
#include <linux/of_address.h>#define DEV_NAME            "get_dts_info"
#define DEV_CNT                 (1)
//定义字符设备的设备号
static dev_t led_devno;
//定义字符设备结构体chr_dev
static struct cdev led_chr_dev;
//创建类
struct class *led_chrdev_class;struct device_node	*led_device_node; //led的设备树节点
struct device_node  *rgb_led_red_device_node; //rgb_led_red 红灯节点
struct property     *rgb_led_red_property;    //定义属性结构体指针
int size = 0 ;
unsigned int out_values[18];  //保存读取得到的REG 属性值/*.open 函数*/
static int led_chr_dev_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{int error_status = -1;printk("\n open form device \n");/*获取DTS属性信息*/led_device_node = of_find_node_by_path("/led_test");if(led_device_node == NULL){printk(KERN_ALERT "\n get led_device_node failed ! \n");return -1;}/*根据 led_device_node 设备节点结构体输出节点的基本信息*/printk(KERN_ALERT "name: %s",led_device_node->name); //输出节点名printk(KERN_ALERT "child name: %s",led_device_node->child->name);  //输出子节点的节点名/*获取 rgb_led_red_device_node 的子节点*/ rgb_led_red_device_node = of_get_next_child(led_device_node,NULL); if(rgb_led_red_device_node == NULL){printk(KERN_ALERT "\n get rgb_led_red_device_node failed ! \n");return -1;}printk(KERN_ALERT "name: %s",rgb_led_red_device_node->name); //输出节点名printk(KERN_ALERT "parent name: %s",rgb_led_red_device_node->parent->name);  //输出父节点的节点名/*获取 rgb_led_red_device_node 节点  的"compatible" 属性 */ rgb_led_red_property = of_find_property(rgb_led_red_device_node,"compatible",&size);if(rgb_led_red_property == NULL){printk(KERN_ALERT "\n get rgb_led_red_property failed ! \n");return -1;}printk(KERN_ALERT "size = : %d",size);                      //实际读取得到的长度printk(KERN_ALERT "name: %s",rgb_led_red_property->name);   //输出属性名printk(KERN_ALERT "length: %d",rgb_led_red_property->length);        //输出属性长度printk(KERN_ALERT "value : %s",(char*)rgb_led_red_property->value);  //属性值/*获取 reg 地址属性*/error_status = of_property_read_u32_array(rgb_led_red_device_node,"reg",out_values, 2);if(error_status != 0){printk(KERN_ALERT "\n get out_values failed ! \n");return -1;}printk(KERN_ALERT"0x%08X ", out_values[0]);printk(KERN_ALERT"0x%08X ", out_values[1]);return 0;
}/*.release 函数*/
static int led_chr_dev_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{printk("\nrelease\n");return 0;
}/*字符设备操作函数集*/
static struct file_operations  led_chr_dev_fops = 
{.owner = THIS_MODULE,.open = led_chr_dev_open,.release = led_chr_dev_release,
};/*
*驱动初始化函数
*/
static int __init led_chrdev_init(void)
{int ret = 0;printk("led chrdev init\n");//第一步//采用动态分配的方式，获取设备编号，次设备号为0，//设备名称为EmbedCharDev，可通过命令cat  /proc/devices查看//DEV_CNT为1，当前只申请一个设备编号ret = alloc_chrdev_region(&led_devno, 0, DEV_CNT, DEV_NAME);if(ret < 0){printk("fail to alloc led_devno\n");goto alloc_err;}led_chrdev_class = class_create(THIS_MODULE, "led_chrdev");//第二步//关联字符设备结构体cdev与文件操作结构体file_operationscdev_init(&led_chr_dev, &led_chr_dev_fops);//第三步//添加设备至cdev_map散列表中ret = cdev_add(&led_chr_dev, led_devno, DEV_CNT);if(ret < 0){printk("fail to add cdev\n");goto add_err;}//创建设备device_create(led_chrdev_class, NULL, led_devno, NULL,DEV_NAME);return 0;add_err://添加设备失败时，需要注销设备号unregister_chrdev_region(led_devno, DEV_CNT);
alloc_err:return ret;
}/*
*驱动注销函数
*/
static void __exit led_chrdev_exit(void)
{printk("chrdev exit\n");device_destroy(led_chrdev_class, led_devno);   //清除设备cdev_del(&led_chr_dev);                        //清除设备号unregister_chrdev_region(led_devno, DEV_CNT);  //取消注册字符设备class_destroy(led_chrdev_class);               //清除类
}module_init(led_chrdev_init);
module_exit(led_chrdev_exit);MODULE_LICENSE("GPL");

•  使用“of_find_node_by_path”函数勋章“led_test”设备节点。参数是“led_test”的设备节点路径。
• 获取成功后得到的是一个device_node类型的结构体指针，然后就可以从这个结构体中获得想要的数据。获取完整的属性可能还需要使用其他of函数。
• 获取rgb_led_red_device_node的子节点，在上一部分中获取的“led”节点的“设备节点结构体”，这里就可以使用“of_get_next_child”函数获取它的子节点。也可以从“led”节点的“设备节点结构体”中直接读取它的第一个子节点。
• 使用“of_find_property”函数获取“rgb_led_red”节点的“compatiable”属性
• 使用“of_property_read_u32_array”函数获取reg属性

6、编译驱动模块

        命令：make

        生成get_dts_info.ko驱动模块

7、加载模块

        将ko文件拷贝到开发板，使用insmod安装模块然后可以在/dev/目录找到get_dts_info 

         向模块中随便输入一个字符

        sudo sh -c "echo '1' >> /dev/get_dts_info"

 可以看出已经成功打印出led节点属性和rgb_led_red字节点属性。