Linux 设备和驱动的相遇

Stella981
• 阅读 393

新年第一篇。

一个开发板

上一节的最后我们讲到设备树的三大作用,其最后一个作用也是最重要的作用:设备信息集合。这一节结合设备信息集合的详细讲解来认识一下设备和驱动是如何绑定的。所谓设备信息集合,就是根据不同的外设寻找各自的外设信息,我们知道一个完整的开发板有 CPU 和各种控制器(如 I2C 控制器、SPI 控制器、DMA 控制器等),CPU 和控制器可以统称为 SOC,除此之外还有各种外设 IP,如 LCD、HDMI、SD、CAMERA 等,如下图:

Linux 设备和驱动的相遇

我们看到一个开发板有很多的设备,这些设备是如何一层一层展开的呢?设备和驱动又是如何绑定的呢?我们带着这些疑问进入本节的主题。

各级设备的展开

内核启动的时候是一层一层展开地去寻找设备,设备树之所以叫设备树也是因为设备在内核中的结构就像树一样,从根部一层一层的向外展开,为了更形象的理解来看一张图:

Linux 设备和驱动的相遇

大的圆圈中就是我们常说的 soc,里面包括 CPU 和各种控制器 A、B、I2C、SPI,soc 外面接了外设 E 和 F。IP 外设有具体的总线,如 I2C 总线、SPI 总线,对应的 I2C 设备和 SPI 设备就挂在各自的总线上,但是在 soc 内部只有系统总线,是没有具体总线的。

第一节中讲了总线、设备和驱动模型的原理,即任何驱动都是通过对应的总线和设备发生联系的,故虽然 soc 内部没有具体的总线,但是内核通过 platform 这条虚拟总线,把控制器一个一个找到,一样遵循了内核高内聚、低耦合的设计理念。下面我们按照 platform 设备、i2c 设备、spi 设备的顺序探究设备是如何一层一层展开的。

1.展开 platform 设备

上图中可以看到红色字体标注的 simple-bus,这些就是连接各类控制器的总线,在内核里即为 platform 总线,挂载的设备为 platform 设备。下面看下 platform 设备是如何展开的。

还记得上一节讲到在内核初始化的时候有一个叫做 init_machine() 的回调函数吗?如果你在板级文件里注册了这个函数,那么在系统启动的时候这个函数会被调用,如果没有定义,则会通过调用 of_platform_populate() 来展开挂在“simple-bus”下的设备,如图(分别位于 kernel/arch/arm/kernel/setup.c,kernel/drivers/of/platform.c):

Linux 设备和驱动的相遇

这样就把 simple-bus 下面的节点一个一个的展开为 platform 设备。

2.展开 i2c 设备

有经验的小伙伴知道在写 i2c 控制器的时候肯定会调用 i2c_register_adapter() 函数,该函数的实现如下(kernel/drivers/i2c/i2c-core.c):

Linux 设备和驱动的相遇

注册函数的最后有一个函数 of_i2c_register_devices(adap),实现如下:

Linux 设备和驱动的相遇

of_i2c_register_devices()函数中会遍历控制器下的节点,然后通过of_i2c_register_device()函数把 i2c 控制器下的设备注册进去。

3.展开 spi 设备

spi 设备的注册和 i2c 设备一样,在 spi 控制器下遍历 spi 节点下的设备,然后通过相应的注册函数进行注册,只是和 i2c 注册的 api 接口不一样,下面看一下具体的代码(kernel/drivers/spi/spi.c):

Linux 设备和驱动的相遇

当通过 spi_register_master 注册 spi 控制器的时候会通过 of_register_spi_devices 来遍历 spi 总线下的设备,从而注册。这样就完成了 spi 设备的注册。

各级设备的展开

学到这里相信应该了解设备的硬件信息是从设备树里获取的,如寄存器地址、中断号、时钟等等。接下来我们一起看下这些信息在设备树里是怎么记录的,为下一节动手定制开发板做好准备。

1.reg 寄存器

Linux 设备和驱动的相遇

我们先看设备树里的 soc 描述信息,红色标注的代表着寄存器地址用几个数据量来表述,绿色标注的代表着寄存器空间大小用几个数据量来表述。图中的含义是中断控制器的基地址是 0xfec00000,空间大小是 0x1000。如果 address-cells 的值是 2 的话表示需要两个数量级来表示基地址,比如寄存器是 64 位的话就需要两个数量级来表示,每个代表着 32 位的数。

2.ranges 取值范围

Linux 设备和驱动的相遇

ranges 代表了 local 地址向 parent 地址的转换,如果 ranges 为空的话代表着与 cpu 是 1:1 的映射关系,如果没有 range 的话表示不是内存区域。

资料

关于设备树的信息描述是比较重要的,由于篇幅设计原因,本节就不详细讲解了,这里给大家提供一个学习资料,把此资料里的内容掌握后绝对可以毕业了。下一节我们进入实战课,动手做一个自己的开发板。

【推荐阅读】

**Linux 总线、设备、驱动模型的探究
**

Linux 设备树(DTS)的深入理解

Linux 设备和驱动的相遇

添加极客助手微信,加入技术交流群

Linux 设备和驱动的相遇

Linux 设备和驱动的相遇

长按,扫码,关注公众号

好看、留言、转发!

本文分享自微信公众号 - 人人都是极客(rrgeek)。
如有侵权,请联系 support@oschina.cn 删除。
本文参与“OSC源创计划”,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

点赞
收藏
评论区
推荐文章
blmius blmius
3年前
MySQL:[Err] 1292 - Incorrect datetime value: ‘0000-00-00 00:00:00‘ for column ‘CREATE_TIME‘ at row 1
文章目录问题用navicat导入数据时,报错:原因这是因为当前的MySQL不支持datetime为0的情况。解决修改sql\mode:sql\mode:SQLMode定义了MySQL应支持的SQL语法、数据校验等,这样可以更容易地在不同的环境中使用MySQL。全局s
皕杰报表之UUID
​在我们用皕杰报表工具设计填报报表时,如何在新增行里自动增加id呢?能新增整数排序id吗?目前可以在新增行里自动增加id,但只能用uuid函数增加UUID编码,不能新增整数排序id。uuid函数说明:获取一个UUID,可以在填报表中用来创建数据ID语法:uuid()或uuid(sep)参数说明:sep布尔值,生成的uuid中是否包含分隔符'',缺省为
待兔 待兔
4个月前
手写Java HashMap源码
HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程22
Jacquelyn38 Jacquelyn38
3年前
2020年前端实用代码段,为你的工作保驾护航
有空的时候,自己总结了几个代码段,在开发中也经常使用,谢谢。1、使用解构获取json数据let jsonData  id: 1,status: "OK",data: 'a', 'b';let  id, status, data: number   jsonData;console.log(id, status, number )
Stella981 Stella981
3年前
List的Select 和Select().tolist()
List<PersondelpnewList<Person{newPerson{Id1,Name"小明1",Age11,Sign0},newPerson{Id2,Name"小明2",Age12,
Wesley13 Wesley13
3年前
mysql设置时区
mysql设置时区mysql\_query("SETtime\_zone'8:00'")ordie('时区设置失败,请联系管理员!');中国在东8区所以加8方法二:selectcount(user\_id)asdevice,CONVERT\_TZ(FROM\_UNIXTIME(reg\_time),'08:00','0
Wesley13 Wesley13
3年前
00:Java简单了解
浅谈Java之概述Java是SUN(StanfordUniversityNetwork),斯坦福大学网络公司)1995年推出的一门高级编程语言。Java是一种面向Internet的编程语言。随着Java技术在web方面的不断成熟,已经成为Web应用程序的首选开发语言。Java是简单易学,完全面向对象,安全可靠,与平台无关的编程语言。
Stella981 Stella981
3年前
Django中Admin中的一些参数配置
设置在列表中显示的字段,id为django模型默认的主键list_display('id','name','sex','profession','email','qq','phone','status','create_time')设置在列表可编辑字段list_editable
Wesley13 Wesley13
3年前
MySQL部分从库上面因为大量的临时表tmp_table造成慢查询
背景描述Time:20190124T00:08:14.70572408:00User@Host:@Id:Schema:sentrymetaLast_errno:0Killed:0Query_time:0.315758Lock_
Python进阶者 Python进阶者
10个月前
Excel中这日期老是出来00:00:00,怎么用Pandas把这个去除
大家好,我是皮皮。一、前言前几天在Python白银交流群【上海新年人】问了一个Pandas数据筛选的问题。问题如下:这日期老是出来00:00:00,怎么把这个去除。二、实现过程后来【论草莓如何成为冻干莓】给了一个思路和代码如下:pd.toexcel之前把这