linux驱动开发 - 05_设备树常用OF操作函数

Linux 设备树学习 - 设备树常用OF操作函数

• 设备树描述了设备的详细信息，这些信息包括数字类型的、字符串类型的、数组类型的，在编写驱动的时候需要获取到这些信息。

• 比如设备树使用 reg 属性描述了某个外设的寄存器地址为 0X02005482，长度为 0X400，我们在编写驱动的时候需要获取到 reg 属性的 0X02005482 和 0X400 这两个值，然后初始化外设。

• Linux 内核提供了一系列的函数来获取设备树中的节点或者属性信息，这一系列的函数都有一个统一的前缀“of_”，所以在很多资料里面也被叫做 OF 函数。这些 OF 函数原型都定义在 include/linux/of.h 文件中。

1 查找节点的 OF 函数

设备都是以节点的形式“挂”到设备树上的，要想获取这个设备的其他属性信息，必须先获取到这个设备的节点。

Linux 内核使用 device_node 结构体来描述一个节点，此结构体定义在文件 include/linux/of.h 中，定义如下：

struct device_node {
	const char *name;					/* 节点名字 */
	const char *type;					/* 设备类型 */
	phandle phandle;
	const char *full_name;				/* 节点全名 */
	struct fwnode_handle fwnode;

	struct	property *properties;		/* 属性 */
	struct	property *deadprops;		/* removed 属性 */
	struct	device_node *parent;		/* 父节点 */
	struct	device_node *child;			/* 子节点 */
	struct	device_node *sibling;
	struct	kobject kobj;
	unsigned long _flags;
	void	*data;
#if defined(CONFIG_SPARC)
	const char *path_component_name;
	unsigned int unique_id;
	struct of_irq_controller *irq_trans;
#endif
};

1.1 of_find_node_by_name 函数

of_find_node_by_name 函数通过节点名字查找指定的节点，函数原型如下：

struct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from,
										const char *name);

函数参数和返回值含义如下：
from：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。
name：要查找的节点名字。
返回值： 找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败。

1.2 of_find_node_by_type 函数

of_find_node_by_type 函数通过 device_type 属性查找指定的节点，函数原型如下

struct device_node *of_find_node_by_type(struct device_node *from, const char *type)

函数参数和返回值含义如下：
from：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。
type：要查找的节点对应的 type 字符串，也就是 device_type 属性值。
返回值： 找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败。

1.3 of_find_compatible_node 函数

of_find_compatible_node 函数根据 device_type 和 compatible 这两个属性查找指定的节点，函数原型如下：

struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from,
                                            const char *type,
                                            const char *compatible)
函数参数和返回值含义如下：
from：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。
type：要查找的节点对应的 type 字符串，也就是 device_type 属性值，可以为 NULL，表示忽略掉 device_type 属性。
compatible： 要查找的节点所对应的 compatible 属性列表。
返回值： 找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败

1.4 of_find_matching_node_and_match 函数

of_find_matching_node_and_match 函数通过 of_device_id 匹配表来查找指定的节点，函数原型如下：

struct device_node *of_find_matching_node_and_match(struct device_node *from,
                                                const struct of_device_id *matches,
                                                const struct of_device_id **match)
函数参数和返回值含义如下：
from：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。
matches： of_device_id 匹配表，也就是在此匹配表里面查找节点。
match： 找到的匹配的 of_device_id。
返回值： 找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败

1.5 of_find_node_by_path 函数

of_find_node_by_path 函数通过路径来查找指定的节点，函数原型如下

inline struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path)
函数参数和返回值含义如下：
path：带有全路径的节点名，可以使用节点的别名，比如“/backlight”就是 backlight 这个节点的全路径。
返回值： 找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败

2 查找父/子节点的 OF 函数

Linux 内核提供了几个查找节点对应的父节点或子节点的 OF 函数

2.1 of_get_parent 函数

of_get_parent 函数用于获取指定节点的父节点(如果有父节点的话)，函数原型如下：

struct device_node *of_get_parent(const struct device_node *node)
函数参数和返回值含义如下：
node：要查找的父节点的节点。
返回值： 找到的父节点。

3 提取属性值的 OF 函数

节点的属性信息里面保存了驱动所需要的内容，因此对于属性值的提取非常重要， Linux 内核中使用结构体 property 表示属性，此结构体同样定义在文件 include/linux/of.h 中，内容如下：

struct property {
    char *name; /* 属性名字 */
    int length; /* 属性长度 */
    void *value; /* 属性值 */
    struct property *next; /* 下一个属性 */
    unsigned long _flags;
    unsigned int unique_id;
    struct bin_attribute attr;
};

3.1 of_find_property 函数

of_find_property 函数用于查找指定的属性，函数原型如下

property *of_find_property(const struct device_node *np,
                            const char *name,
                            int *lenp)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
name： 属性名字。
lenp：属性值的字节数
返回值： 找到的属性。

3.2 of_property_count_elems_of_size 函数

of_property_count_elems_of_size 函数用于获取属性中元素的数量，比如 reg 属性值是一个数组，那么使用此函数可以获取到这个数组的大小，此函数原型如下：

int of_property_count_elems_of_size(const struct device_node *np,
                                    const char *propname,
                                    int elem_size)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
proname： 需要统计元素数量的属性名字。
elem_size：元素长度。
返回值： 得到的属性元素数量。

3.3 of_property_read_u32_array 函数

比如大多数的 reg 属性都是数组数据，可以使用这函数一次读取出 reg 属性中的所有数据。这四个函数的原型如下：

int of_property_read_u32_array(const struct device_node *np,
                                const char *propname,
                                u32 *out_values,
                                size_t sz)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
proname： 要读取的属性名字。
out_value：读取到的数组值，分别为 u8、 u16、 u32 和 u64。
sz： 要读取的数组元素数量。
返回值： 0，读取成功，负值，读取失败， -EINVAL 表示属性不存在， -ENODATA 表示没有要读取的数据， -EOVERFLOW 表示属性值列表太小。

3.4 of_property_read_u32 函数

有些属性只有一个整形值，这个函数就是用于读取这种只有一个整形值的属性

int of_property_read_u32(const struct device_node *np,
                        const char *propname,
                        u32 *out_value)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
proname： 要读取的属性名字。
out_value：读取到的数组值。
返回值： 0，读取成功，负值，读取失败， -EINVAL 表示属性不存在， -ENODATA 表示没有要读取的数据， -EOVERFLOW 表示属性值列表太小。

3.5 of_property_read_string 函数

of_property_read_string 函数用于读取属性中字符串值，函数原型如下：

int of_property_read_string(struct device_node *np,
                            const char *propname,
                            const char **out_string)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
proname： 要读取的属性名字。
out_string：读取到的字符串值。
返回值： 0，读取成功，负值，读取失败。

3.6 of_n_addr_cells 函数

of_n_addr_cells 函数用于获取#address-cells 属性值，函数原型如下：

int of_n_addr_cells(struct device_node *np)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
返回值： 获取到的#address-cells 属性值。

3.7 of_n_size_cells 函数

of_size_cells 函数用于获取#size-cells 属性值，函数原型如下：

int of_n_size_cells(struct device_node *np)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
返回值： 获取到的#size-cells 属性值。

4 其他常用的 OF 函数

4.1 of_iomap 函数

• of_iomap 函数用于直接内存映射，以前会通过 ioremap 函数来完成物理地址到虚拟地址的映射，采用设备树以后就可以直接通过 of_iomap 函数来获取内存地址所对应的虚拟地址，不需要使用 ioremap 函数了。

• f_iomap 函数本质上也是将 reg 属性中地址信息转换为虚拟地址，如果 reg 属性有多段的话，可以通过 index 参数指定要完成内存映射的是哪一段， of_iomap 函数原型如下：

void __iomem *of_iomap(struct device_node *np,int index)
函数参数和返回值含义如下：
np：设备节点。
index： reg 属性中要完成内存映射的段，如果 reg 属性只有一段的话 index 就设置为 0。
返回值： 经过内存映射后的虚拟内存首地址，如果为 NULL 的话表示内存映射失败。