设备树（配合LED驱动说明）

目录

一、起源

二、基本组成

三、基本语法

四、特殊节点

4.1 根节点

4.2 /memory

4.3  /chosen

4.4 /cpus  多核CPU支持

五、常用属性

5.1 phandle

5.2 地址   ---------------  重要

5.3 compatible ---------------  重要

5.4 中断 ---------------  重要

5.5 gpio ---------------  重要

5.6 属性设置套路

六、常用接口

6.1 of_find_node_by_path

6.2 of_find_property

6.3 of_get_named_gpio

6.4 irq_of_parse_and_map

6.5 读属性值

七、GPIO接口

7.1 向内核申请GPIO

7.2 设置GPIO方向

7.3 读写GPIO数据

八、led驱动设备树版

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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：

1. xxxxx.dts dts是device tree source的缩写

2. 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

（这些源文件还要经过dtc编译成可执行文件才能使用）

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：

```c[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：

```c[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```

属性值可以是三种混合的。 

四、特殊节点

4.1 根节点

根节点表示整块开发板的信息

```c

#address-cells   // 在子节点的reg属性中, 使用多少个u32整数来描述地址(address)

#size-cells      // 在子节点的reg属性中, 使用多少个u32整数来描述大小(size)

compatible       // 定义一系列的字符串, 用来指定内核中哪个machine_desc可以支持本设备，即描述其兼容哪些平台                        

model            // 比如有2款板子配置基本一致, 它们的compatible是一样的，那么就通过model来分辨这2款板子

```

4.2 /memory

SOC内部有一些ROM、SRAM等存储器件，都很小并且有他特定的作用，所以为了跑更多的程序都要外界一些内存，一般为SDRAM。这个节点就是描述这些外界内存的。

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

```

一个新的开发板和芯片被造出来后第一次进行Linux移植叫初次移植。这个工作量是很大的。我们一般工作时都是二次移植 （初次移植一般都是SOC的生产商去做）咱们国内的SOC芯片厂商太少了，很难有机会进行初次移植。大多都是二次移植。我们只需要修改初次移植时的设备树文件就行。不需要从零开始写。参考原理图和芯片手册改改就行。

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：

1. 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

2. 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

```c/**include/of.hof_find_node_by_path - 通过路径查找指定节点@path - 带全路径的节点名，也可以是节点的别名成功：得到节点的首地址；失败：NULL*/struct device_node * of_find_node_by_path(const char *path);```

6.2 of_find_property

```c/*include/of.hof_find_property - 提取指定属性的值@np - 设备节点指针@name - 属性名称@lenp - 属性值的字节数成功：属性值的首地址；失败：NULL*/struct property *of_find_property(const struct device_node *np, const char *name, int *lenp);```

6.3 of_get_named_gpio

```c/*** include/of_gpio.h* of_get_named_gpio - 从设备树中提取gpio口* @np - 设备节点指针* @propname - 属性名* @index - gpio口引脚标号 * 成功：得到GPIO口编号；失败：负数，绝对值是错误码*/int of_get_named_gpio(struct device_node *np, const char *propname, int index);```

6.4 irq_of_parse_and_map

```c/*功能：获得设备树中的中断号并进行映射参数：node：设备节点index:序号返回值：成功：中断号  失败：错误码*/unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *node, int index)；```

6.5 读属性值

of_property_read_string

```c/*of_property_read_string - 提取字符串（属性值）@np - 设备节点指针@propname - 属性名称@out_string - 输出参数，指向字符串（属性值）成功：0；失败：负数，绝对值是错误码*/int of_property_read_string(struct device_node *np, const char *propname, const char **out_string);```

读数值

```cint 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

```c

int of_property_read_bool(const struct device_node *np,const char *propname)

```

读数组

```c

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

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)

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

 

1. 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>;

};

```

 2. 在linux内核源码的顶层目录下执行：make dtbs  （生成对应的dtb文件）

 3. cp   ?????.dtb   /tftpboot

 4. 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

make dtbs

 

cp arch/arm/boot/dts/exynos4412-fs4412.dtb ~/tftpboot/
 

 

 

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/uaccess.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/poll.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/io.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include "leddrv.h"int major = 11;
int minor = 0;
int myled_num = 1;struct myled_dev
{struct cdev mydev;unsigned int led2gpio;	 unsigned int led3gpio;	 unsigned int led4gpio;	 unsigned int led5gpio;	 };struct myled_dev *pgmydev = NULL;int myled_open(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{pfile->private_data = container_of(pnode->i_cdev, struct myled_dev, mydev);return 0;
}int myled_close(struct inode *pnode, struct file *pfile)
{//printk("myled_close\n");/*C90 requires printk after the variable declaration*///struct myled_dev *pmydev = (struct myled_dev *)pfile->private_data;return 0;
}void led_on(struct myled_dev *pmydev,int ledno)
{switch(ledno){case 2:gpio_set_value(pmydev->led2gpio,1);break;case 3:gpio_set_value(pmydev->led3gpio,1);break;case 4:gpio_set_value(pmydev->led4gpio,1);break;case 5:gpio_set_value(pmydev->led5gpio,1);break;}
}void led_off(struct myled_dev *pmydev,int ledno)
{switch(ledno){case 2:gpio_set_value(pmydev->led2gpio,0);break;case 3:gpio_set_value(pmydev->led3gpio,0);break;case 4:gpio_set_value(pmydev->led4gpio,0);break;case 5:gpio_set_value(pmydev->led5gpio,0);break;}
}long myled_ioctl(struct file *pfile, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{struct myled_dev *pmydev = (struct myled_dev *)pfile->private_data;if(arg < 2 || arg > 5){return -1;}switch(cmd){case MY_LED_ON:led_on(pmydev,arg);break;case MY_LED_OFF:led_off(pmydev,arg);break;default:return -1;}return 0;
}struct file_operations myops = {.owner = THIS_MODULE,.open = myled_open,.release = myled_close,.unlocked_ioctl = myled_ioctl,
};void request_leds_gpio(struct myled_dev *pmydev,struct device_node *pnode)
{pmydev->led2gpio = of_get_named_gpio(pnode, "led2-gpio", 0);gpio_request(pmydev->led2gpio, "led2");pmydev->led3gpio = of_get_named_gpio(pnode, "led3-gpio", 0);gpio_request(pmydev->led3gpio, "led3");pmydev->led4gpio = of_get_named_gpio(pnode, "led4-gpio", 0);gpio_request(pmydev->led4gpio, "led4");pmydev->led5gpio = of_get_named_gpio(pnode, "led5-gpio", 0);gpio_request(pmydev->led5gpio, "led5");}void set_leds_gpio_output(struct myled_dev *pmydev)
{gpio_direction_output(pmydev->led2gpio,0);gpio_direction_output(pmydev->led3gpio,0);gpio_direction_output(pmydev->led4gpio,0);gpio_direction_output(pmydev->led5gpio,0);
}void free_leds_gpio(struct myled_dev *pmydev)
{gpio_free(pmydev->led2gpio);gpio_free(pmydev->led3gpio);gpio_free(pmydev->led4gpio);gpio_free(pmydev->led5gpio);
}int __init myled_init(void)
{dev_t devno = MKDEV(major,minor);int ret = 0;struct device_node *pnode = NULL;pnode = of_find_node_by_path("/fs4412-leds");if(NULL == pnode){printk("find node by path failed\n");return -1;}/*Apply for device number*/ret = register_chrdev_region(devno,myled_num,"myled");if(ret){ret = alloc_chrdev_region(&devno,minor,myled_num,"myled");if(ret){printk("get devno failed\n");return -1;}major = MAJOR(devno);//Easy to miss *****}pgmydev = (struct myled_dev *)kmalloc(sizeof(struct myled_dev),GFP_KERNEL);if(pgmydev == NULL){unregister_chrdev_region(devno, myled_num);printk("kmalloc failed\n");return -1;}memset(pgmydev, 0, sizeof(struct myled_dev));/*Assign the 'struct cdev' a set of operation functions*/cdev_init(&pgmydev->mydev, &myops);/*Add 'struct cdev' to the kernel's data structure*/pgmydev->mydev.owner = THIS_MODULE;cdev_add(&pgmydev->mydev, devno, myled_num);//add to Hash./*ioremap*///ioremap_ledreg(pgmydev);request_leds_gpio(pgmydev,pnode);/*con-register set output*///set_output_ledconreg(pgmydev);set_leds_gpio_output(pgmydev);return 0;
}
void __exit myled_exit(void)
{dev_t devno = MKDEV(major,minor);/*iounmap*///iounmap_ledreg(pgmydev);free_leds_gpio(pgmydev);cdev_del(&pgmydev->mydev);//printk("myled will exit\n");unregister_chrdev_region(devno, myled_num);kfree(pgmydev);pgmydev = NULL;
}
MODULE_LICENSE("GPL");module_init(myled_init);
module_exit(myled_exit);