设备树（三）
第四课. u-boot对设备树的支持
第01节_传递dtb给内核 : r2
a. u-boot中内核启动命令:
bootm
bootm
比如 :
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel; // 读内核uImage到内存0x30007FC0
nand read.jffs2 32000000 device_tree; // 读dtb到内存32000000
bootm 0x30007FC0 - 0x32000000 // 启动, 没有initrd时对应参数写为"-"
b. bootm命令怎么把dtb_addr写入r2寄存器传给内核?
ARM程序调用规则(ATPCS)
c_function(p0, p1, p2) // p0 => r0, p1 => r1, p2 => r2
定义函数指针 the_kernel, 指向内核的启动地址,
然后执行: the_kernel(0, machine_id, 0x32000000);
c. dtb_addr 可以随便选吗?
c.1 不要破坏u-boot本身
c.2 不要挡内核的路: 内核本身的空间不能占用, 内核要用到的内存区域也不能占用
内核启动时一般会在它所处位置的下边放置页表, 这块空间(一般是0x4000即16K字节)不能被占用
JZ2440内存使用情况:
------------------------------
0x33f80000 ->| u-boot |
------------------------------
| u-boot所使用的内存(栈等)|
------------------------------
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| 空闲区域 |
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------------------------------
0x30008000 ->| zImage |
------------------------------ uImage = 64字节的头部+zImage
0x30007FC0 ->| uImage头部 |
------------------------------
0x30004000 ->| 内核创建的页表 | head.S
------------------------------
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-----> ------------------------------
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|
--- (内存基址 0x30000000)
命令示例:
a. 可以启动:
nand read.jffs2 30000000 device_tree
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
bootm 0x30007FC0 - 30000000
b. 不可以启动: 内核启动时会使用0x30004000的内存来存放页表，dtb会被破坏
nand read.jffs2 30004000 device_tree
nand read.jffs2 0x30007FC0 kernel
bootm 0x30007FC0 - 30004000
第02节_dtb的修改原理
例子1. 修改属性的值,
假设 老值: len
新值: newlen (假设newlen > len)
a. 把原属性val所占空间从len字节扩展为newlen字节:
把老值之后的所有内容向后移动(newlen - len)字节
b. 把新值写入val所占的newlen字节空间
c. 修改dtb头部信息中structure block的长度: size_dt_struct
d. 修改dtb头部信息中string block的偏移值: off_dt_strings
e. 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize
例子2. 添加一个全新的属性
a. 如果在string block中没有这个属性的名字,
就在string block尾部添加一个新字符串: 属性的名
并且修改dtb头部信息中string block的长度: size_dt_strings
修改dtb头部信息中的总长度: totalsize
b. 找到属性所在节点, 在节点尾部扩展一块空间, 内容及长度为:
TAG // 4字节, 对应0x00000003
len // 4字节, 表示属性的val的长度
nameoff // 4字节, 表示属性名的offset
val // len字节, 用来存放val
c. 修改dtb头部信息中structure block的长度: size_dt_struct
d. 修改dtb头部信息中string block的偏移值: off_dt_strings
e. 修改dtb头部信息中的总长度: totalsize
可以从u-boot官网源码下载一个比较新的u-boot, 查看它的cmd/fdt.c
ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/
fdt命令调用过程:
fdt set
a. 根据path找到节点
b. 根据val确定新值长度newlen, 并把val转换为字节流
c. fdt_setprop
c.1 fdt_setprop_placeholder // 为新值在DTB中腾出位置
fdt_get_property_w // 得到老值的长度 oldlen
fdt_splice_struct_ // 腾空间
fdt_splice_ // 使用memmove移动DTB数据, 移动(newlen-oldlen)
fdt_set_size_dt_struct // 修改DTB头部, size_dt_struct
fdt_set_off_dt_strings // 修改DTB头部, off_dt_strings
c.2 memcpy(prop_data, val, len); // 在DTB中存入新值
第03节_dtb的修改命令fdt移植
我们仍然使用u-boot 1.1.6, 在这个版本上我们实现了很多功能: usb下载,菜单操作,网卡永远使能等, 不忍丢弃.
需要在里面添加fdc命令命令, 这个命令可以用来查看、修改dtb
从u-boot官网下载最新的源码, 把里面的 cmd/fdt.c移植过来.
u-boot官网源码:
ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/
最终的补丁存放在如下目录: doc_and_sources_for_device_tree\source_and_images\u-boot\u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch
补丁使用方法:
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
tar xjf u-boot-1.1.6.tar.bz2 // 解压
cd u-boot-1.1.6
patch -p1 < ../u-boot-1.1.6_device_tree_for_jz2440_add_fdt_20181022.patch // 打补丁
make 100ask24x0_config // 配置
make // 编译, 可以得到u-boot.bin
a. 移植fdt命令
a.1 先把代码移过去, 修改Makefile来编译
u-boot-2018.11-rc2\lib\libfdt 主要用这个目录,
它里面的大部分文件是直接包含scripts\dtc\libfdt中的同名文件
只有2个文件是自己的版本
u-boot-2018.11-rc2\scripts\dtc\libfdt
把新u-boot中cmd/fdt.c重命名为cmd_fdt.c , 和 lib/libfdt/* 一起复制到老u-boot的common/fdt目录
修改 老u-boot/Makefile, 添加一行: LIBS += common/fdt/libfdt.a
修改 老u-boot/common/fdt/Makefile, 仿照 drivers/nand/Makefile来修改
a.2 根据编译的错误信息修改源码
移植时常见问题:
i. No such file or directory:
要注意,
#include "xxx.h" // 是在当前目录下查找xxx.h
#include
// 编译文件时可以用"-I"选项指定头文件目录,
// 比如: arm-linux-gcc -I
// 对于u-boot来说, 一般就是源码的 include目录
解决方法:
确定头文件在哪, 把它移到include目录或是源码的当前目录
ii. xxx undeclared :
宏, 变量, 函数未声明/未定义
对于宏, 去定义它;
对于变量, 去定义它或是声明为外部变量;
对于函数, 去实现它或是声明为外部函数;
iii. 上述2个错误是编译时出现的,
当一切都没问题时, 最后就是链接程序, 这时常出现: undefined reference to `xxx'
这表示代码里用到了xxx函数, 但是这个函数没有实现
解决方法: 去实现它, 或是找到它所在文件, 把这文件加入工程
b. fdt命令使用示例
nand read.jffs2 32000000 device_tree // 从flash读出dtb文件到内存(0x32000000)
fdt addr 32000000 // 告诉fdt, dtb文件在哪
fdt print /led pin // 打印/led节点的pin属性
fdt get value XXX /led pin // 读取/led节点的pin属性, 并且赋给环境变量XXX
print XXX // 打印环境变量XXX的值
fdt set /led pin <0x00050005> // 设置/led节点的pin属性
fdt print /led pin // 打印/led节点的pin属性
nand erase device_tree // 擦除flash分区
nand write.jffs2 32000000 device_tree // 把修改后的dtb文件写入flash分区
我给自己挖了一个大坑,
设备树课程中我想把中断讲清楚,
中断体系在4.x内核中变化很大, 要想彻底弄清楚设备树中对中断的描述, 必须讲中断体系;
中断体系又跟pinctrl系统密切相关,
pinctrl中又涉及GPIO子系统.
这样讲下去的话, 设备树课程就变成驱动专题了.
所以我打算只讲中断体系统, 对于pinctrl,gpio等系统留待以后在驱动课程中扩展.
另一个原因是我的安卓视频推迟太久了, 谢谢各位的体谅.
第五课. 中断系统中的设备树
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
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
http://www.wowotech.net/irq_subsystem/interrupt_subsystem_architecture.html
第01节_中断概念的引入与处理流程
这节视频来自"韦东山第1期裸板视频加强版", 如果已经理解了中断的概念, 请忽略本节
第02节_Linux对中断处理的框架及代码流程简述
a. 异常向量入口: arch\arm\kernel\entry-armv.S
.section .vectors, "ax", %progbits
.L__vectors_start:
W(b) vector_rst
W(b) vector_und
W(ldr) pc, .L__vectors_start + 0x1000
W(b) vector_pabt
W(b) vector_dabt
W(b) vector_addrexcptn
W(b) vector_irq
W(b) vector_fiq
b. 中断向量: vector_irq
/*
* Interrupt dispatcher
*/
vector_stub irq, IRQ_MODE, 4 // 相当于 vector_irq: ...,
// 它会根据SPSR寄存器的值,
// 判断被中断时CPU是处于USR状态还是SVC状态,
// 然后调用下面的__irq_usr或__irq_svc
.long __irq_usr @ 0 (USR_26 / USR_32)
.long __irq_invalid @ 1 (FIQ_26 / FIQ_32)
.long __irq_invalid @ 2 (IRQ_26 / IRQ_32)
.long __irq_svc @ 3 (SVC_26 / SVC_32)
.long __irq_invalid @ 4
.long __irq_invalid @ 5
.long __irq_invalid @ 6
.long __irq_invalid @ 7
.long __irq_invalid @ 8
.long __irq_invalid @ 9
.long __irq_invalid @ a
.long __irq_invalid @ b
.long __irq_invalid @ c
.long __irq_invalid @ d
.long __irq_invalid @ e
.long __irq_invalid @ f
c. __irq_usr/__irq_svc
这2个函数的处理过程类似:
保存现场
调用 irq_handler
恢复现场
d. irq_handler: 将会调用C函数 handle_arch_irq
.macro irq_handler
#ifdef CONFIG_GENERIC_IRQ_MULTI_HANDLER
ldr r1, =handle_arch_irq
mov r0, sp
badr lr, 9997f
ldr pc, [r1]
#else
arch_irq_handler_default
#endif
9997:
.endm
e. handle_arch_irq的处理过程: 请看视频和图片
读取寄存器获得中断信息: hwirq
把hwirq转换为virq
调用 irq_desc[virq].handle_irq
对于S3C2440, s3c24xx_handle_irq 是用于处理中断的C语言入口函数
中断处理流程:
假设中断结构如下:
sub int controller ---> int controller ---> cpu
发生中断时,
cpu跳到"vector_irq", 保存现场, 调用C函数handle_arch_irq
handle_arch_irq:
a. 读 int controller, 得到hwirq
b. 根据hwirq得到virq
c. 调用 irq_desc[virq].handle_irq
如果该中断没有子中断, irq_desc[virq].handle_irq的操作:
a. 取出irq_desc[virq].action链表中的每一个handler, 执行它
b. 使用irq_desc[virq].irq_data.chip的函数清中断
如果该中断是由子中断产生, irq_desc[virq].handle_irq的操作:
a. 读 sub int controller, 得到hwirq'
b. 根据hwirq'得到virq
c. 调用 irq_desc[virq].handle_irq
第03节_中断号的演变与irq_domain
以前中断号(virq)跟硬件密切相关,
现在的趋势是中断号跟硬件无关, 仅仅是一个标号而已
以前, 对于每一个硬件中断(hwirq)都预先确定它的中断号(virq),
这些中断号一般都写在一个头文件里, 比如arch\arm\mach-s3c24xx\include\mach\irqs.h
使用时,
a. 执行 request_irq(virq, my_handler) :
内核根据virq可以知道对应的硬件中断, 然后去设置、使能中断等
b. 发生硬件中断时,
内核读取硬件信息, 确定hwirq, 反算出virq,
然后调用 irq_desc[virq].handle_irq, 最终会用到my_handler
怎么根据hwirq计算出virq？
硬件上有多个intc(中断控制器),
对于同一个hwirq数值, 会对应不同的virq
所以在讲hwirq时，应该强调"是哪一个intc的hwirq",
在描述hwirq转换为virq时, 引入一个概念: irq_domain, 域, 在这个域里hwirq转换为某一个virq
当中断控制器越来越多、当中断越来越多，上述方法(virq和hwirq固定绑定)有缺陷:
a. 增加工作量, 你需要给每一个中断确定它的中断号, 写出对应的宏, 可能有成百上千个
b. 你要确保每一个硬件中断对应的中断号互不重复
有什么方法改进?
a. hwirq跟virq之间不再绑定
b. 要使用某个hwirq时,
先在irq_desc数组中找到一个空闲项, 它的位置就是virq
再在irq_desc[virq]中放置处理函数
新中断体系中, 怎么使用中断:
a.以前是request_irq发起,
现在是先在设备树文件中声明想使用哪一个中断(哪一个中断控制器下的哪一个中断)
b. 内核解析设备树时,
会根据"中断控制器"确定irq_domain,
根据"哪一个中断"确定hwirq,
然后在irq_desc数组中找出一个空闲项, 它的位置就是virq
并且把virq和hwirq的关系保存在irq_domain中: irq_domain.linear_revmap[hwirq] = virq;
c. 驱动程序 request_irq(virq, my_handler)
d. 发生硬件中断时,
内核读取硬件信息, 确定hwirq, 确定 virq = irq_domain.linear_revmap[hwirq];
然后调用 irq_desc[virq].handle_irq, 最终会用到my_handler
假设要使用子中断控制器(subintc)的n号中断, 它发生时会导致父中断控制器(intc)的m号中断:
a. 设备树表明要使用
subintc表示要使用
b. 解析设备树时,
会为
会为
并且设置它的handle_irq为某个分析函数demux_func
c. 驱动程序 request_irq(virq', my_handler)
d. 发生硬件中断时,
内核读取intc硬件信息, 确定hwirq = m, 确定 virq = irq_domain.linear_revmap[m];
然后调用 irq_desc[m].handle_irq, 即demux_func
e. demux_func:
读取sub intc硬件信息, 确定hwirq = n, 确定 virq' = sub irq_domain.linear_revmap[n];
然后调用 irq_desc[n].handle_irq, 即my_handler
第04节_示例_在S3C2440上使用设备树描述中断体验
所用文件在: doc_and_sources_for_device_tree\source_and_images\第5,6课的源码及映像文件(使用了完全版的设备树)\内核补丁及设备树
先解压原始内核(source_and_images\kernel):
tar xzf linux-4.19-rc3.tar.gz
打上补丁:
cd linux-4.19-rc3
patch -p1 < ../linux-4.19-rc3_device_tree_for_irq_jz2440.patch
在内核目录下执行:
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
老内核:
/ # cat /proc/interrupts
CPU0
29: 17593 s3c 13 Edge samsung_time_irq
42: 0 s3c 26 Edge ohci_hcd:usb1
43: 0 s3c 27 Edge s3c2440-i2c.0
74: 86 s3c-level 0 Edge s3c2440-uart
75: 561 s3c-level 1 Edge s3c2440-uart
83: 0 s3c-level 9 Edge ts_pen
84: 0 s3c-level 10 Edge adc
87: 0 s3c-level 13 Edge s3c2410-wdt
新内核：
nfs 30000000 192.168.1.124:/work/nfs_root/uImage; nfs 32000000 192.168.1.124:/work/nfs_root/jz2440_irq.dtb; bootm 30000000 - 32000000
/ # cat /proc/interrupts
CPU0
8: 0 s3c 8 Edge s3c2410-rtc tick
13: 936 s3c 13 Edge samsung_time_irq
30: 0 s3c 30 Edge s3c2410-rtc alarm
32: 15 s3c-level 32 Level 50000000.serial
33: 60 s3c-level 33 Level 50000000.serial
59: 0 s3c-level 59 Edge 53000000.watchdog
a. 某个设备要使用中断, 需要在设备树中描述中断, 如何?
它要用哪一个中断? 这个中断连接到哪一个中断控制器去?
即: 使用哪一个中断控制器的哪一个中断?
至少有有2个属性:
interrupts // 表示要使用哪一个中断, 中断的触发类型等等
interrupt-parent // 这个中断要接到哪一个设备去? 即父中断控制器是谁
b. 上述的interrupts属性用多少个u32来表示?
这应该由它的父中断控制器来描述,
在父中断控制器中, 至少有2个属性:
interrupt-controller; // 表示自己是一个中断控制器
#interrupt-cells // 表示自己的子设备里应该有几个U32的数据来描述中断
第05节_示例_使用设备树描述按键中断
第2期驱动: 在linux 2.6.22.6上编写
毕业班视频: 在linux 3.4.2上编写
设备树视频: 在linux 4.19上编写
基于这个驱动来修改: "第5课第5节_按键驱动_源码_设备树\000th_origin_code", 它来自毕业班视频
第5课第4节之前的内核, 可以使用 "第5课第5节_按键驱动_源码_设备树\001th_buttons_drv"
第5课第4节之后的内核, 可以使用 "第5课第5节_按键驱动_源码_设备树\002th_buttons_drv"
在设备树的设备节点中描述"中断的硬件信息",
表明使用了"哪一个中断控制器里的哪一个中断, 及中断触发方式",
设备节点会被转换为 platform_device,
"中断的硬件信息" 会转换为"中断号", 保存在platform_device的"中断资源"里,
驱动程序从platform_device的"中断资源"取出中断号, 就可以request_irq了
实验:
a.
把"002th_buttons_drv/jz2440_irq.dts" 放入内核 arch/arm/boot/dts目录,
在内核根目录下执行:
make dtbs // 得到 arch/arm/boot/dts/jz2440_irq.dtb
使用上节视频的uImage或这个jz2440_irq.dtb启动内核;
b. 编译、测试驱动:
b.1 把 002th_buttons_drv 上传到ubuntu
b.2 编译驱动:
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
cd 002th_buttons_drv
make // 得到 buttons.ko
b.3 编译测试程序:
export PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games:/usr/local/arm/4.3.2/bin
cd 002th_buttons_drv
arm-linux-gcc -o buttons_test buttons_test.c
b.4 测试:
insmod buttons.ko
./buttons_test &
然后按键
第06节_内核对设备树中断信息的处理过程
从硬件结构上看, 处理过程分上下两个层面: 中断控制器, 使用中断的设备
从软件结构上看, 处理过程分左右两个部分: 在设备树中描述信息, 在驱动中处理设备树
(1) 中断控制器
这又分为root irq controller, gpf/gpg irq controller
a. root irq controller
a.1 在设备树中的描述
a.2 在内核中的驱动
b. 对于S3C2440, 还有: gpf/gpg irq controller
b.1 在设备树中的描述(在pinctrl节点里)
b.2 在内核中的驱动 (在pinctrl驱动中)
(2) 设备的中断
a.1 在设备节点中描述(表明使用"哪一个中断控制器里的哪一个中断, 及中断触发方式")
a.2 在内核中的驱动 (在platform_driver.probe中获得IRQ资源, 即中断号)
irq_domain是核心:
a. 每一个中断控制器都有一个irq_domain
b. 对设备中断信息的解析,
b.1 需要调用 irq_domain->ops->xlate (即从设备树中获得hwirq, type)
b.2 获取未使用的virq, 保存: irq_domain->linear_revmap[hwirq] = virq;
b.3 在hwirq和virq之间建立联系:
要调用 irq_domain->ops->map, 比如根据hwirq的属性设置virq的中断处理函数(是一个分发函数还是可以直接处理中断)
irq_desc[virq].handle_irq = 常规函数;
如果这个hwirq有上一级中断, 假设它的中断号为virq', 还要设置:
irq_desc[virq'].handle_irq = 中断分发函数;
s3c2440设备树中断相关代码调用关系:
(1) 上述处理过程如何触发?
a. 内核启动时初始化中断的入口:
start_kernel // init/main.c
init_IRQ();
if (IS_ENABLED(CONFIG_OF) && !machine_desc->init_irq)
irqchip_init(); // 一般使用它
else
machine_desc->init_irq();
b. 设备树中的中断控制器的处理入口:
irqchip_init // drivers/irqchip/irqchip.c
of_irq_init(__irqchip_of_table); // 对设备树文件中每一个中断控制器节点, 调用对应的处理函数
为每一个符合的"interrupt-controller"节点,
分配一个of_intc_desc结构体, desc->irq_init_cb = match->data; // = IRQCHIP_DECLARE中传入的函数
并调用处理函数
(先调用root irq controller对应的函数, 再调用子控制器的函数, 再调用更下一级控制器的函数...)
(2) root irq controller的驱动调用过程:
a. 为root irq controller定义处理函数:
IRQCHIP_DECLARE(s3c2410_irq, "samsung,s3c2410-irq", s3c2410_init_intc_of); //drivers/irqchip/irq-s3c24xx.c
其中:
#define IRQCHIP_DECLARE(name, compat, fn) OF_DECLARE_2(irqchip, name, compat, fn)
#define OF_DECLARE_2(table, name, compat, fn) \
_OF_DECLARE(table, name, compat, fn, of_init_fn_2)
#define _OF_DECLARE(table, name, compat, fn, fn_type) \
static const struct of_device_id __of_table_##name \
__used __section(__##table##_of_table) \
= { .compatible = compat, \
.data = (fn == (fn_type)NULL) ? fn : fn }
展开为:
static const struct of_device_id __of_table_s3c2410_irq \
__used __section("__irqchip_of_table") \
= { .compatible = "samsung,s3c2410-irq", \
.data = s3c2410_init_intc_of }
它定义了一个of_device_id结构体, 段属性为"__irqchip_of_table", 在编译内核时这些段被放在__irqchip_of_table地址处。
即__irqchip_of_table起始地址处,
放置了一个或多个 of_device_id, 它含有compatible成员;
设备树中的设备节点含有compatible属性,
如果双方的compatible相同, 并且设备节点含有"interrupt-controller"属性,
则调用of_device_id中的函数来处理该设备节点。
所以: IRQCHIP_DECLARE 是用来声明设备树中的中断控制器的处理函数。
b. root irq controller处理函数的执行过程:
s3c2410_init_intc_of // drivers/irqchip/irq-s3c24xx.c
// 初始化中断控制器: intc, subintc
s3c_init_intc_of(np, interrupt_parent, s3c2410_ctrl, ARRAY_SIZE(s3c2410_ctrl));
// 为中断控制器创建irq_domain
domain = irq_domain_add_linear(np, num_ctrl * 32,
&s3c24xx_irq_ops_of, NULL);
intc->domain = domain;
// 设置handle_arch_irq, 即中断处理的C语言总入口函数
set_handle_irq(s3c24xx_handle_irq);
(3) pinctrl系统中gpf/gpg irq controller的驱动调用过程:
a. pinctrl系统的驱动程序:
a.1 源代码: drivers/pinctrl/samsung/pinctrl-samsung.c
static struct platform_driver samsung_pinctrl_driver = {
.probe = samsung_pinctrl_probe,
.driver = {
.name = "samsung-pinctrl",
.of_match_table = samsung_pinctrl_dt_match, // 含有 { .compatible = "samsung,s3c2440-pinctrl", .data = &s3c2440_of_data },
.suppress_bind_attrs = true,
.pm = &samsung_pinctrl_pm_ops,
},
};
a.2 设备树中:
pinctrl@56000000 {
reg = <0x56000000 0x1000>;
compatible = "samsung,s3c2440-pinctrl"; // 据此找到驱动
a.3 驱动中的操作:
samsung_pinctrl_probe // drivers/pinctrl/samsung/pinctrl-samsung.c
最终会调用到 s3c24xx_eint_init // drivers/pinctrl/samsung/pinctrl-s3c24xx.c
// eint0,1,2,3的处理函数在处理root irq controller时已经设置;
// 设置eint4_7, eint8_23的处理函数(它们是分发函数)
for (i = 0; i < NUM_EINT_IRQ; ++i) {
unsigned int irq;
if (handlers[i]) /* add by [email protected], 不再设置eint0,1,2,3的处理函数 */
{
irq = irq_of_parse_and_map(eint_np, i);
if (!irq) {
dev_err(dev, "failed to get wakeup EINT IRQ %d\n", i);
return -ENXIO;
}
eint_data->parents[i] = irq;
irq_set_chained_handler_and_data(irq, handlers[i], eint_data);
}
}
// 为GPF、GPG设置irq_domain
for (i = 0; i < d->nr_banks; ++i, ++bank) {
ops = (bank->eint_offset == 0) ? &s3c24xx_gpf_irq_ops
: &s3c24xx_gpg_irq_ops;
bank->irq_domain = irq_domain_add_linear(bank->of_node, bank->nr_pins, ops, ddata);
}
(4) 使用中断的驱动调用过程:
a. 在设备节点中描述(表明使用"哪一个中断控制器里的哪一个中断, 及中断触发方式")
比如:
buttons {
compatible = "jz2440_button";
eint-pins = <&gpf 0 0>, <&gpf 2 0>, <&gpg 3 0>, <&gpg 11 0>;
interrupts-extended = <&intc 0 0 0 3>,
<&intc 0 0 2 3>,
<&gpg 3 3>,
<&gpg 11 3>;
};
b. 设备节点会被转换为 platform_device,
"中断的硬件信息" 会转换为"中断号",
保存在platform_device的"中断资源"里
第3课第05节_device_node转换为platform_device, 讲解了设备树中设备节点转换为 platform_device 的过程;
我们只关心里面对中断信息的处理:
of_device_alloc (drivers/of/platform.c)
dev = platform_device_alloc("", PLATFORM_DEVID_NONE); // 分配 platform_device
num_irq = of_irq_count(np); // 计算中断数
of_irq_to_resource_table(np, res, num_irq) // drivers/of/irq.c, 根据设备节点中的中断信息, 构造中断资源
of_irq_to_resource
int irq = of_irq_get(dev, index); // 获得virq, 中断号
rc = of_irq_parse_one(dev, index, &oirq); // drivers/of/irq.c, 解析设备树中的中断信息, 保存在of_phandle_args结构体中
domain = irq_find_host(oirq.np); // 查找irq_domain, 每一个中断控制器都对应一个irq_domain
irq_create_of_mapping(&oirq); // kernel/irq/irqdomain.c, 创建virq和中断信息的映射
irq_create_fwspec_mapping(&fwspec);
irq_create_fwspec_mapping(&fwspec);
irq_domain_translate(domain, fwspec, &hwirq, &type) // 调用irq_domain->ops->xlate, 把设备节点里的中断信息解析为hwirq, type
virq = irq_find_mapping(domain, hwirq); // 看看这个hwirq是否已经映射, 如果virq非0就直接返回
virq = irq_create_mapping(domain, hwirq); // 否则创建映射
virq = irq_domain_alloc_descs(-1, 1, hwirq, of_node_to_nid(of_node), NULL); // 返回未占用的virq
irq_domain_associate(domain, virq, hwirq) // 调用irq_domain->ops->map(domain, virq, hwirq), 做必要的硬件设置
c. 驱动程序从platform_device的"中断资源"取出中断号, 就可以request_irq了
第六课. 实践操作
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\001th_dm9000\dm9dev9000c.c
第6课第1节_网卡_触摸屏驱动\002th_touchscreen\s3c_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_tree\source_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\02th_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);