基於Device tree機制的驅動編寫
前言
Device Tree是一種用來描述硬體的資料結構,類似板級描述語言,起源於OpenFirmware(OF)。在目前廣泛使用的Linux kernel 2.6.x版本中,對於不同平臺、不同硬體,往往存在著大量的不同的、移植性差的板級描述程式碼,以達到對這些不同平臺和不同硬體特殊適配的需求。但是過多的平臺、過的的不同硬體導致了這樣的程式碼越來越多,最終引發了Linux創始人Linus的不滿,以及強烈呼籲改變。Device Tree的引入給驅動適配帶來了很大的方便,一套完整的Device Tree可以將一個PCB擺在你眼前。Device Tree可以描述CPU,可以描述時鐘、中斷控制器、IO控制器、SPI匯流排控制器、I2C控制器、儲存裝置等任何現有驅動單位。對具體器件能夠描述到使用哪個中斷,記憶體對映空間是多少等等。
關於Device Tree的資料結構和詳細使用方法,請大家檢視宋寶華老師的一篇部落格:
1 基於Device Tree機制核心的驅動開發—例項講解
這個章節,作者來講講基於Linux-3.2.X之後使用device tree機制的核心的驅動開發案例。本文的驅動開發案例是作者工作期間親自寫的鍵盤驅動程式碼。CPU平臺使用的是NXP(freescale)的i.MX6ul。概要資訊描述如下:
硬體平臺:NXP(freescale)—i.MX6ul
軟體開發平臺:Ubuntu-12.04
核心版本:Linux-3.14.38
編譯環境:yocto project
1.1 基於Device Tree機制的驅動開發—系統如何載入和解析dtb檔案
基於Device Tree機制的驅動開發,在驅動當中所使用到的硬體資源都在對應的CPU平臺的dts檔案上進行配置,然後編譯生成dtb檔案,放在u-boot分割槽之後,核心分割槽之前。這裡順便講一下,核心是如何解析dtb檔案的。其大致過程如下:
系統上電啟動之後,u-boot載入dtb,通過u-boot和Linux核心之間的傳參操作將dtb檔案傳給核心,然後核心解析dtb檔案,根據device tree中的配置(dtb檔案)去初始化裝置的CPU管腳、各個外設的狀態。device tree中的配置主要是起到了初始化硬體資源的作用,後期可以在驅動中修改裝置的硬體資源的狀態,比如在device tree中初始化某個GPIO的管腳為上拉狀態,可以在驅動載入之後修改這個管腳的狀態。
1.2 基於Device Tree機制的驅動開發—dts檔案的配置和編譯
本節開始以具體的驅動例子講解如何在驅動開發中配置dts檔案。這裡使用i.MX6ul平臺下的矩陣鍵盤驅動中使用到的幾個GPIO口講解如何配置dts檔案和編譯。本次講解案例用於編譯驅動的核心是Linux-3.14.38。首先我們先來看看如何在核心中找到自己相應CPU平臺的dts檔案:
1.dts檔案位於核心的arch/arm/boot/dts/$(board).dts,其中的$(board)指的是對應的CPU平臺,比如i.MX6ul平臺的dts檔案如下:
imx6ul/linux-3.14.38-v2$ vim arch/arm/boot/dts/imx6ul-14x14-evk.dts(部分內容)
- #include <dt-bindings/input/input.h>
- #include "imx6ul.dtsi"
- / {
- model = "Freescale i.MX6 UltraLite NewLand Board";
- compatible = "fsl,imx6ul-14x14-evk", "fsl,imx6ul";
- chosen {
- stdout-path = &uart1;
- };
- memory {
- reg = <0x800000000x20000000>;
- };
- pxp_v4l2 {
- compatible = "fsl,imx6ul-pxp-v4l2", "fsl,imx6sx-pxp-v4l2", "fsl,imx6sl-pxp-v4l2";
- status = "okay";
- };
- keyboard {
- compatible = "max-keypad";
- pinctrl-names = "default";
- pinctrl-0 = <&pinctrl_keypad>;
- in-gpios = <&gpio23 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_in0
- <&gpio24 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_in1
- <&gpio25 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //key_in2
- out-gpios = <&gpio26 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out0
- <&gpio22 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out1
- <&gpio27 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out2
- <&gpio425 GPIO_ACTIVE_HIGH>, //key_out3
- <&gpio426 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //key_out4
- status = "okay";
- };
- };
- &cpu0 {
- arm-supply = <®_arm>;
- soc-supply = <®_soc>;
- };
- &clks {
- assigned-clocks = <&clks IMX6UL_CLK_PLL4_AUDIO_DIV>;
- assigned-clock-rates = <786432000>;
- };
- &tsc {
- pinctrl-names = "default";
- pinctrl-0 = <&pinctrl_tsc>;
- status = "okay";
- xnur-gpio = <&gpio130>;
- measure_delay_time = <0xffff>;
- pre_charge_time = <0xfff>;
- };
- &gpmi {
- pinctrl-names = "default";
- pinctrl-0 = <&pinctrl_gpmi_nand_1>;
- status = "okay";
- nand-on-flash-bbt;
- };
- &lcdif {
- pinctrl-names = "default";
- pinctrl-0 = <&pinctrl_lcdif_dat
- &pinctrl_lcdif_ctrl>;
- lcd_reset = <&gpio314 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
- display = <&display0>;
- status = "okay";
- display0: display {
- bits-per-pixel = <16>;
- bus-width = <8>;
- display-timings {
- native-mode = <&timing0>;
- timing0: timing0 {
- clock-frequency = <9200000>;
- hactive = <240>;
- vactive = <320>;
- hfront-porch = <8>;
- hback-porch = <4>;
- hsync-len = <41>;
- vback-porch = <2>;
- vfront-porch = <4>;
- vsync-len = <10>;
- hsync-active = <0>;
- vsync-active = <0>;
- de-active = <1>;
- pixelclk-active = <0>;
- };
- };
- };
- };
- &iomuxc {
- pinctrl-names = "default";
- pinctrl-0 = <&pinctrl_uart1>;
- imx6ul-evk {
- pinctrl_uart1: uart1grp {
- fsl,pins = <
- MX6UL_PAD_UART1_TX_DATA__UART1_DCE_TX 0x1b0b1
- MX6UL_PAD_UART1_RX_DATA__UART1_DCE_RX 0x1b0b1
- >;
- };
- pinctrl_tsc: tscgrp {
- fsl,pins = <
-
MX
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