6设备树实践操作

Posted 2020-11-22 liusiluandzhangkun

第01节_使用设备树给DM9000网卡_触摸屏指定中断

修改方法:
根据设备节点的compatible属性,
在驱动程序中构造/注册 platform_driver,
在 platform_driver 的 probe 函数中获得中断资源

实验方法:
以下是修改好的代码:
第6课第1节_网卡_触摸屏驱动01th_dm9000dm9dev9000c.c
第6课第1节_网卡_触摸屏驱动02th_touchscreens3c_ts.c

分别上传到内核如下目录:
drivers/net/ethernet/davicom
drivers/input/touchscreen

a. 编译内核
b. 使用新的uImage启动
c. 测试网卡:
ifconfig eth0 192.168.1.101
ping 192.168.1.1

d. 测试触摸屏:
hexdump /dev/evetn0 // 然后点击触摸屏

第02节_在设备树中时钟的简单使用

文档:
内核 Documentation/devicetree/bindings/clock/clock-bindings.txt
内核 Documentation/devicetree/bindings/clock/samsung,s3c2410-clock.txt

a. 设备树中定义了各种时钟, 在文档中称之为"Clock providers", 比如:
　　clocks: clock-controller@4c000000 {
　　　　compatible = "samsung,s3c2440-clock";
　　　　reg = <0x4c000000 0x20>;
　　　　#clock-cells = <1>; // 想使用这个clocks时要提供1个u32来指定它, 比如选择这个clocks中发出的LCD时钟、PWM时钟
　　};

b. 设备需要时钟时, 它是"Clock consumers", 它描述了使用哪一个"Clock providers"中的哪一个时钟(id), 比如:
fb0: fb@4d000000{
　　compatible = "jz2440,lcd";
　　reg = <0x4D000000 0x60>;
　　interrupts = <0 0 16 3>;
　　clocks = <&clocks HCLK_LCD>; // 使用clocks即clock-controller@4c000000中的HCLK_LCD
　　　　};

c. 驱动中获得/使能时钟:

　　// 确定时钟个数
　　int nr_pclks = of_count_phandle_with_args(dev->of_node, "clocks",
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　"#clock-cells");
　　// 获得时钟
　　for (i = 0; i < nr_pclks; i++) {
　　　　struct clk *clk = of_clk_get(dev->of_node, i);
　　}

　　// 使能时钟
　　clk_prepare_enable(clk);

　　// 禁止时钟
　　clk_disable_unprepare(clk);

第03节_在设备树中pinctrl的简单使用

文档:
内核 Documentation/devicetree/bindings/pinctrl/samsung-pinctrl.txt

几个概念:

Bank: 以引脚名为依据, 这些引脚分为若干组, 每组称为一个Bank
　　比如s3c2440里有GPA、GPB、GPC等Bank,
　　每个Bank中有若干个引脚, 比如GPA0,GPA1, ..., GPC0, GPC1,...等引脚

Group: 以功能为依据, 具有相同功能的引脚称为一个Group
　　比如s3c2440中串口0的TxD、RxD引脚使用 GPH2,GPH3, 那这2个引脚可以列为一组
　　比如s3c2440中串口0的流量控制引脚使用 GPH0,GPH1, 那这2个引脚也可以列为一组

State: 设备的某种状态, 比如内核自己定义的"default","init","idel","sleep"状态;
　　也可以是其他自己定义的状态, 比如串口的"flow_ctrl"状态(使用流量控制)

　　设备处于某种状态时, 它可以使用若干个Group引脚

a. 设备树中pinctrl节点:
a.1 它定义了各种 pin bank, 比如s3c2440有GPA,GPB,GPC,...,GPB各种BANK, 每个BANK中有若干引脚:
　　pinctrl_0: pinctrl@56000000 {
　　　　　　　　reg = <0x56000000 0x1000>;

　　　　　　　　gpa: gpa {
　　　　　　　　　　gpio-controller;
　　　　　　　　　　#gpio-cells = <2>; /* 以后想使用gpa bank中的引脚时, 需要2个u32来指定引脚 */
　　　　　　　　};

　　　　　　　　gpb: gpb {
　　　　　　　　　　gpio-controller;
　　　　　　　　　　#gpio-cells = <2>;
　　　　　　　　};

　　　　　　　　gpc: gpc {
　　　　　　　　　　gpio-controller;
　　　　　　　　　　#gpio-cells = <2>;
　　　　　　　　};

　　　　　　　　gpd: gpd {
　　　　　　　　　　gpio-controller;
　　　　　　　　　　#gpio-cells = <2>;
　　　　　　　　};
　　　　　　};

a.2 它还定义了各种group(组合), 某种功能所涉及的引脚称为group,
比如串口0要用到2个引脚: gph0, gph1:

　　uart0_data: uart0-data {
　　　　　　samsung,pins = "gph-0", "gph-0";
　　　　　　samsung,pin-function = <2>; /* 在GPHCON寄存器中gph0,gph1可以设置以下值:
　　　　　　　　　　　　　　　　0 --- 输入功能
　　　　　　　　　　　　　　　　1 --- 输出功能
　　　　　　　　　　　　　　　　2 --- 串口功能
　　　　　　　　　　　　　　　　我们要使用串口功能,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　samsung,pin-function 设置为2
　　　　　　　　　　*/
　　};

　　uart0_sleep: uart0_sleep {
　　　　　　samsung,pins = "gph-0", "gph-1";
　　　　　　samsung,pin-function = <0>; /* 在GPHCON寄存器中gph0,gph1可以设置以下值:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　0 --- 输入功能
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1 --- 输出功能
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2 --- 串口功能
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　我们要使用输入功能,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　samsung,pin-function 设置为0
　　　　　　　　　　*/
　　};

b. 设备节点中要使用某一个 pin group:
　　serial@50000000 {
　　　　......
　　　　　　　　pinctrl-names = "default", "sleep"; /* 既是名字, 也称为state(状态) */
　　　　　　　　pinctrl-0 = <&uart0_data>;
　　　　　　　　pinctrl-1 = <&uart0_sleep>;
　　};

　　pinctrl-names中定义了2种state: default 和 sleep,
　　default 对应的引脚是: pinctrl-0, 它指定了使用哪些pin group: uart0_data
　　sleep 对应的引脚是: pinctrl-1, 它指定了使用哪些pin group: uart0_sleep

c. platform_device, platform_driver匹配时:

"第3课第06节_platform_device跟platform_driver的匹配" 中讲解了platform_device和platform_driver的匹配过程,
最终都会调用到 really_probe (drivers/base/dd.c)

really_probe:
　　　　/* If using pinctrl, bind pins now before probing */
　　　　ret = pinctrl_bind_pins(dev);
　　　　　　　　dev->pins->default_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p,
　　　　　　　　　　　　　　　　PINCTRL_STATE_DEFAULT); /* 获得"default"状态的pinctrl */
　　　　　　　　dev->pins->init_state = pinctrl_lookup_state(dev->pins->p,
　　　　　　　　　　　　　　　　PINCTRL_STATE_INIT); /* 获得"init"状态的pinctrl */

　　　　　　　　ret = pinctrl_select_state(dev->pins->p, dev->pins->init_state); /* 优先设置"init"状态的引脚 */
　　　　　　　　ret = pinctrl_select_state(dev->pins->p, dev->pins->default_state); /* 如果没有init状态, 则设置"default"状态的引脚 */

　　　　......
　　　　ret = drv->probe(dev);

所以: 如果设备节点中指定了pinctrl, 在对应的probe函数被调用之前, 先"bind pins", 即先绑定、设置引脚

d. 驱动中想选择、设置某个状态的引脚:
devm_pinctrl_get_select_default(struct device *dev); // 使用"default"状态的引脚
pinctrl_get_select(struct device *dev, const char *name); // 根据name选择某种状态的引脚

pinctrl_put(struct pinctrl *p); // 不再使用, 退出时调用

第04节_使用设备树给LCD指定各种参数

参考文章:
讓TQ2440也用上設備樹（1）
http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6241895.html

参考代码: https://github.com/pengdonglin137/linux-4.9/blob/tq2440_dt/drivers/video/fbdev/s3c2410fb.c

实验方法:
所用文件在: doc_and_sources_for_device_treesource_and_images第5,6课的源码及映像文件(使用了完全版的设备树)第6课第4节_LCD驱动2th_我修改的

a. 替换dts文件:
把"jz2440_irq.dts" 放入内核 arch/arm/boot/dts目录,

b. 替换驱动文件:
把"s3c2410fb.c" 放入内核 drivers/video/fbdev/ 目录,
修改 内核 drivers/video/fbdev/Makefile :
obj-$(CONFIG_FB_S3C2410) += lcd_4.3.o
改为:
obj-$(CONFIG_FB_S3C2410) += s3c2410fb.o

c. 编译驱动、编译dtbs:
export PATH=PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/work/system/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabi/bin
cp config_ok .config
make uImage // 生成 arch/arm/boot/uImage
make dtbs // 生成 arch/arm/boot/dts/jz2440_irq.dtb

d. 使用上述uImage, dtb启动内核即可看到LCD有企鹅出现

 

(1). 设备树中的描述:
fb0: fb@4d000000{
compatible = "jz2440,lcd";
reg = <0x4D000000 0x60>;
interrupts = <0 0 16 3>;
clocks = <&clocks HCLK_LCD>; /* a. 时钟 */
clock-names = "lcd";
pinctrl-names = "default"; /* b. pinctrl */
pinctrl-0 = <&lcd_pinctrl &lcd_backlight &gpb0_backlight>;
status = "okay";

/* c. 根据LCD引脚特性设置lcdcon5, 指定lcd时序参数 */
lcdcon5 = <0xb09>;
type = <0x60>;
width = /bits/ 16 <480>;
height = /bits/ 16 <272>;
pixclock = <100000>; /* 单位: ps, 10^-12 S, */
xres = /bits/ 16 <480>;
yres = /bits/ 16 <272>;
bpp = /bits/ 16 <16>;
left_margin = /bits/ 16 <2>;
right_margin =/bits/ 16 <2>;
hsync_len = /bits/ 16 <41>;
upper_margin = /bits/ 16 <2>;
lower_margin = /bits/ 16 <2>;
vsync_len = /bits/ 16 <10>;
};

&pinctrl_0 {
　　gpb0_backlight: gpb0_backlight {
　　samsung,pins = "gpb-0";
　　samsung,pin-function = <1>;
　　samsung,pin-val = <1>;
　　};
};

(2) 代码中的处理:
a. 时钟:
info->clk = of_clk_get(dev->of_node, 0);
clk_prepare_enable(info->clk);

b. pinctrl:
代码中无需处理, 在 platform_device/platform_driver匹配之后就会设置"default"状态对应的pinctrl

c. 根据LCD引脚特性设置lcdcon5, 指定lcd时序参数:

直接读设备树节点中的各种属性值, 用来设置驱动参数

of_property_read_u32(np, "lcdcon5", (u32 *)(&display->lcdcon5));
of_property_read_u32(np, "type", &display->type);
of_property_read_u16(np, "width", &display->width);
of_property_read_u16(np, "height", &display->height);
of_property_read_u32(np, "pixclock", &display->pixclock);
of_property_read_u16(np, "xres", &display->xres);
of_property_read_u16(np, "yres", &display->yres);
of_property_read_u16(np, "bpp", &display->bpp);
of_property_read_u16(np, "left_margin", &display->left_margin);
of_property_read_u16(np, "right_margin", &display->right_margin);
of_property_read_u16(np, "hsync_len", &display->hsync_len);
of_property_read_u16(np, "upper_margin", &display->upper_margin);
of_property_read_u16(np, "lower_margin", &display->lower_margin);
of_property_read_u16(np, "vsync_len", &display->vsync_len);

 

 

临时笔记:

(1) 下面是确定内核的虚拟地址、物理地址的关键信息, 感兴趣的同学可以自己看：
vmlinux虚拟地址的确定:
内核源码:
.config :
CONFIG_PAGE_OFFSET=0xC0000000

arch/arm/include/asm/memory.h
#define PAGE_OFFSET UL(CONFIG_PAGE_OFFSET)

arch/arm/Makefile
textofs-y := 0x00008000
TEXT_OFFSET := $(textofs-y)

arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S:
. = PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET; // // 即0xC0000000+0x00008000 = 0xC0008000, vmlinux的虚拟地址为0xC0008000

arch/arm/kernel/head.S
#define KERNEL_RAM_VADDR (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET) // 即0xC0000000+0x00008000 = 0xC0008000

vmlinux物理地址的确定:
内核源码:
arch/arm/mach-s3c24xx/Makefile.boot :
zreladdr-y += 0x30008000 // zImage自解压后得到vmlinux, vmlinux的存放位置
params_phys-y := 0x30000100 // tag参数的存放位置, 使用dtb时不再需要tag

arch/arm/boot/Makefile:
ZRELADDR := $(zreladdr-y)

arch/arm/boot/Makefile:
UIMAGE_LOADADDR=$(ZRELADDR)

scripts/Makefile.lib:
UIMAGE_ENTRYADDR ?= $(UIMAGE_LOADADDR)

// 制作uImage的命令, uImage = 64字节的头部 + zImage, 头部信息中含有内核的入口地址(就是vmlinux的物理地址)
cmd_uimage = $(CONFIG_SHELL) $(MKIMAGE) -A $(UIMAGE_ARCH) -O linux
-C $(UIMAGE_COMPRESSION) $(UIMAGE_OPTS-y)
-T $(UIMAGE_TYPE)
-a $(UIMAGE_LOADADDR) -e $(UIMAGE_ENTRYADDR)
-n $(UIMAGE_NAME) -d $(UIMAGE_IN) $(UIMAGE_OUT)

 

 

 

 

00-Linux设备树系列-简介 - 飞翔de刺猬 - CSDN博客.html
https://blog.csdn.net/lhl_blog/article/details/82387486

Linux kernel的中断子系统之（二）：IRQ Domain介绍_搜狐科技_搜狐网.html
http://www.sohu.com/a/201793206_467784

基于设备树的TQ2440的中断（1）
https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6847685.html

基于设备树的TQ2440的中断（2）
https://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6848851.html

基於tiny4412的Linux內核移植 --- 实例学习中断背后的知识(1)
http://www.cnblogs.com/pengdonglin137/p/6349209.html

Linux kernel的中断子系统之（一）：综述
http://www.wowotech.net/irq_subsystem/interrupt_subsystem_architecture.html

Linux kernel的中断子系统之（二）：IRQ Domain介绍

linux kernel的中断子系统之（三）：IRQ number和中断描述符

linux kernel的中断子系统之（四）：High level irq event handler

Linux kernel中断子系统之（五）：驱动申请中断API

Linux kernel的中断子系统之（六）：ARM中断处理过程

linux kernel的中断子系统之（七）：GIC代码分析