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为AM335x移植Linux内核主线代码——了解dts

时间:2018-10-09 18:45:40

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为AM335x移植Linux内核主线代码——了解dts

问题一:以前的Linux Kernel如何描述硬件,现在又如何描述呢?

在以前的内核版本中:

1)内核包含了对硬件的全部描述;

2)bootloader会加载一个二进制的内核镜像,并执行它,比如uImage或者zImage;

3)bootloader会提供一些额外的信息,成为ATAGS,它的地址会通过r2寄存器传给内核;

ATAGS包含了内存大小和地址,kernel command line等等;

4)bootloader会告诉内核加载哪一款board,通过r1寄存器存放的machine type integer;

5)U-Boot的内核启动命令:bootm

6)Barebox变量:bootm.image (?)

现今的内核版本使用了Device Tree: 1)内核不再包含对硬件的描述,它以二进制的形式单独存储在另外的位置:the device tree blob 2)bootloader需要加载两个二进制文件:内核镜像和DTB 内核镜像仍然是uImage或者zImage; DTB文件在arch/arm/boot/dts中,每一个board对应一个dts文件; 3)bootloader通过r2寄存器来传递DTB地址,通过修改DTB可以修改内存信息,kernel command line,以及潜在的其它信息; 4)不再有machine type; 5)U-Boot的内核启动命令:bootm-

6)Barebox变量:bootm.image,bootm.oftree

有些bootloader不支持Device Tree,或者有些专门给特定设备写的版本太老了,也不包含。为了解决这个问题,CONFIG_ARM_APPENDED_DTB被引进。

它告诉内核,在紧跟着内核的地址里查找DTB文件;

由于没有built-in Makefile rule来产生这样的内核,因此需要手动操作:

cat arch/arm/boot/zImage arch/arm/boot/dts/myboard.dtb > my-zImage

mkimage ... -d my-zImage my-uImage

(cat这个命令,还能够直接合并两个mp3文件哦!so easy!)

另外,CONFIG_ARM_ATAG_DTB_COMPAT选项告诉内核去bootloader里面读取ATAGS,并使用它们升级DT。

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问题二:现在Linux Kernel使用的Device Tree到底是个什么东东?

引用the Standard for Embedded Power Architecture Platform Requirements (ePAPR)的定义:

1)ePAPR使用device tree的概念描述硬件。boot程序会加载device tree到client program's memory中,并将device tree的指针传递给client;

2)device tree是一个树形数据结构with nodes,用来描述系统的physical devices;

3)一个ePAPR-complient device tree描述的设备信息不能被client program读取;

From Source to binary

1)在ARM系统中,所有的DTS文件放置在arch/arm/boot/dts中:

.dts文件为板级定义

.dtsi文件为SoC级定义

2)Device Tree Compiler工具,将源代码编译成二进制形式;

它的源代码放置在scripts/dtc中

3)编译器会产生DTB文件,bootloader会加载这个DTB文件,内核在boot时去解析它;

4)arch/arm/boot/dts/Makefile会指定产生哪个DTB文件;

上图是pdf里面自带的例子,我再从arch/arm/boot/dts/am33xxx.dtsi中摘录了两个:

view plaincopy to clipboardprint? uart0:serial@44e09000{compatible="ti,omap3-uart";ti,hwmods="uart1";clock-frequency=;reg=;interrupts=;status="disabled";};uart1:serial@48022000{compatible="ti,omap3-uart";ti,hwmods="uart2";clock-frequency=;reg=;interrupts=;status="disabled";};

对比图片中的注释,就能够知道对于uart0这个外设:

Node name: serial

Unit Address: 0x44e09000

compatible: 定义了设备的programming model,允许操作系统识别对应的程序驱动;

clock-frequency: 48000000,晶振频率为24MHz,这应该是PLL倍频后的输出(?);

reg: 寄存器的地址和寄存器长度,uart0的地址起始为0x44e09000,长度为0x2000;

interrupts: 中断号;

status: 状态值,初始的时候为disabled,即禁用它;

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问题三:Device Tree的编写规则是怎样的?

1)Device Tree inclusion不一定要做成monolithic,它们可以分散在不同的文件中,互相包含;

2).dtsi文件是被包含的,.dts文件才是最终的Device Trees;

3).dts文件包含了板级信息;

4)including工作主要是将including file覆盖到included file上面;

5)inclusion使用DT操作符/include/,或者在某些少量的内核发布版中,由于DTS是使用了C preprocessor,因此推荐#include。

由这张图可见,如果included file中的某项,被including file文件定义了,则会使用后者的定义,也就是使用更上层更新的定义;如果没有被定义,则添加进入。

1)bindings是device tree里面可已包含的specific types and classes of devices。

2)compatible特征描述了节点编译的specific binding;

3)当为一个设备创建新的device tree时,应该创建a binding来描述设备的全部细节。

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问题四:在哪里可以找到Device Tree的文档呢?

1)所有可被内核识别的Device Tree bindings在文档Documentation/devicetree/bindings里面;

2)每个binding文档描述了哪些properties可以被接受,可以使用哪些值,哪些特征是必须的,哪些是可选的;

3)所有新的Device Tree bindings必须让代码维护者审核,提交到devicetree@上。这用来保证它们的正确性和一致性。

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问题五:Device Tree中的常见关键字含义是什么?

Device Tree organization: top-level nodes

在设备的最顶层节点上,一般可以发现如下这些:

cpus:描述了系统的CPU

memory:定义了RAM的地址和大小

chosen:定义了boot时被系统固件选择或定义的参数;可用来传递kernel command line;

aliases:定义了certain nodes的shotcuts;

一个或多个总线定义;

一个或多个板上设备定义;

下面是am33xx.dtsi中的定义:

view plaincopy to clipboardprint? /{compatible="ti,am33xx";interrupt-parent=<&intc>;aliases{i2c0=&i2c0;i2c1=&i2c1;i2c2=&i2c2;serial0=&uart0;serial1=&uart1;serial2=&uart2;serial3=&uart3;serial4=&uart4;serial5=&uart5;d_can0=&dcan0;d_can1=&dcan1;usb0=&usb0;usb1=&usb1;phy0=&usb0_phy;phy1=&usb1_phy;ethernet0=&cpsw_emac0;ethernet1=&cpsw_emac1;};cpus{#address-cells=;#size-cells=;cpu@0{compatible="arm,cortex-a8";device_type="cpu";reg=;/**ToconsidervoltagedropbetweenPMICandSoC,*tolerancevalueisreducedto2%from4%and*voltagevalueisincreasedasaprecaution.*/operating-points=</*kHzuV*/7200001285000600000122500050000011250002750001125000>;voltage-tolerance=;/*2percentage*/clocks=<&dpll_mpu_ck>;clock-names="cpu";clock-latency=;/*Fromomap-cpufreqdriver*/};};pmu{compatible="arm,cortex-a8-pmu";interrupts=;};/**Thesocnoderepresentsthesoctoplevelview.ItisusedforIPs*thatarenotmemorymappedintheMPUvieworfortheMPUitself.*/soc{compatible="ti,omap-infra";mpu{compatible="ti,omap3-mpu";ti,hwmods="mpu";};};/*......*/};

从上面的代码里面可以找出四个compatible,分别是:

top: compatible = "ti,am33xx";

cpu0: compatible = "arm,cortex-a8";

pmu: compatible = "arm,cortex-a8-pmu";

soc: compatible = "ti,omap-infra";

怎样使用compatible呢?

方法一是用来匹配DT_MACHINE结构体中的dt_compat域,方法二是使用of_machine_is_compatible函数。

在总线中,一般要定义compatile、#address-cells、#size-cells、ranges,比如:

view plaincopy to clipboardprint? i2c0:i2c@44e0b000{compatible="ti,omap4-i2c";#address-cells=;#size-cells=;ti,hwmods="i2c1";reg=;interrupts=;status="disabled";};

&ldo3_reg是tps65217其中的一个输出。此描述表示tps65217的LDO3输出电平范围为1.8V~3.3V,并一直打开。

&sham 表示 SHA crypto Module!

&aes 表示 AES crypto Module!

(****找了半天也不知道这俩个东东到底是神马~?内存映射里面它们的地址也是reserved!)

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总结:

maria_am335x.dts的内容非常少,因为大部分的描述并没有放置在这里,而是在更底层;

如果在这个文件里加入从未有过的描述,则描述会被添加;

如果在这个文建立加入底层已有的描述,则描述会覆盖底层;

这样的策略保证了底层的通用代码基本不需要修改,all you have to do,就是更改和你的板子相关的两个文件xx.dts和xx-common.dts!

(文章转载自edn博客 作者:MariannaZhu)

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