资料参考来源于以下链接中的大佬分享
https://blog.csdn.net/wdjjwb/article/details/77297372
https://blog.csdn.net/weixin_38019025/article/details/104034539
https://blog.csdn.net/qq_34598667/article/details/83827876
https://www.cnblogs.com/tureno/articles/6403946.html
https://blog.csdn.net/qq_28992301/article/details/53321610
https://blog.csdn.net/John_chaos/article/details/106676490
https://blog.csdn.net/ruanjianruanjianruan/article/details/61622053
Kernel_DTS学习
Linux3.x版本后，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中，描述板级细节的代码（比如platform_device、i2c_board_info等）被大量取消，取而代之的是设备树，其目录位于arch/arm/boot/dts。
设备树由1个dts文件+n个dtsi文件，编译后的dtb二进制可执行文件是真正设备树文件。
.dts文件：
是一种ASCII文本格式的Device Tree描述。在ARM Linux中，一个.dts文件对应一个ARM的machine，一般放置在内核arch/arm/boot/dts/目录。
.dtsi文件：
soc厂商会把soc公共的特性和多块开发板公用的特性提炼为dtsi，而dts则负责描述某个具体的产品(开发板)的特性。dts直接或间接的包含多个dtsi(使用include包含)。
dtb文件：
Device Tree Blob，dts经过dtc(Device Tree Compiler类似于gcc的命令)编译后得到dtb文件，dtb通过BootLoader引导程序加载到内核。所以Bootloader和kernel需要支持设备树。
具体要生成所需要的的dts，在arch/arm/dts/Makefile中添加对应的目标dtb
DTS的加载过程：
将硬件配置和系统运行参数等组织成Device Tree source file，通过dts编译后成dtb，在系统启动的过程:
一是在引导kernel的同时，将dtb载入内存，前提是定义#define CONFIG_OF_LIBFDT支持设备树,tftp 0x8000 zlmage ,tftpboot 0x100 test-ek.dtb将kernel和dtb下载到flash中，fdt addr 0x100将dtb载入内存，最终通过bootz 0x8000 – 0x100启动系统。
二是讲dts和kernel打包成plmage，这种方式无需将dtb的地址写到uboot中(但是uboot中要实现读plmage头部的功能)，uboot从plmage的头部信息处去读取dtb的地址，然后传递给kernel。
三是启动kernel中的”ARM_APPENDED_DTB”选项，该选项将dtb和kernel打包在一起，在kernel启动时会去紧挨着它的地方寻找dtb，这样就不需要uboot来传递dtb地址了。
DTS的结构：
Device Tree由一系列被命名的结点（node）和属性（property）组成，而结点本身可包含子结点。所谓属性，其实就是成对出现的name和value。在Device Tree中，可描述的信息包括（原先这些信息大多被hard code到kernel中）：
CPU的数量和类别
内存基地址和大小
总线和桥
外设连接
中断控制器和中断使用情况
GPIO控制器和GPIO使用情况
Clock控制器和Clock使用情况
最终生成的dtb中只有一个root node，除了root node，每个node都只有一个parent。每个node中包含property/value来描述特性。root node 的node name是确定的，必须是”/”
<硬编码和软编码的区别>
硬编码：就是将数据直接写入到代码中进行编译开发，如果要发生更改的问题，就需要更改源代码，如果是C/S开发，就客户端的软件需要重新下载安装，非常不合理。
软编码：则是将数据与源代码解耦，比如mybatis的配置文件，将sql于底层代码分离，就只对外暴露SQL语句供程序员编写。
实际例子分析：
1个双核ARM Cortex-A9 32位处理器；
ARM的local bus上的内存映射区域分布了2个串口（分别位于0x101F1000 和 0x101F2000）、GPIO控制器（位于0x101F3000）、SPI控制器（位于0x10170000）、中断控制器（位于0x10140000）和一个external bus桥；
External bus桥上又连接了SMC SMC91111 Ethernet（位于0x10100000）、I2C控制器（位于0x10160000）、64MB NOR Flash（位于0x30000000）；
External bus桥上连接的I2C控制器所对应的I2C总线上又连接了Maxim DS1338实时钟（I2C地址为0x58）。
其对应的.dts文件为：
/ {
compatible = "acme,coyotes-revenge";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
interrupt-parent = <&intc>;
/*
/ 代表是root节点，内核通过 /的compatible判断启动的machine，每个node都有compatible属性，
通过字符串列表，在，之前的代表确切的设备，后面的代表可兼容的其他设备，
例如：compatible = "arm,vexpress-flash", "cfi-flash";
#address-cells #size-cells 代表使用多少个u32来代表address 和 size
interrput-parent 用于描述interrput request line 连接到哪个controller上，
&代表引用，可以通过&来覆写或增加节点属性，比如
xusbxti: oscillator@1 {
compatible = "fixed-clock";
reg = <1>;
clock-frequency = <0>;
clock-output-names = "xusbxti";
#clock-cells = <0>;
};
&xusbxti{
clock-frequency = <24000000>;
}
*/
cpus {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
cpu@0 {
compatible = "arm,cortex-a9";
reg = <0>;
};
cpu@1 {
compatible = "arm,cortex-a9";
reg = <1>;
};
};
/*
根节点下的cpus子节点又包含2个cpu子节点，命名方式遵循：<name>[@<unit-address>]
第一个<>是必须项，多个相同类型的设备节点name可以一样，使用不同unit-address。
设备中的unit-address地址也经常在其对应节点的reg属性中给出。
*/
serial@101f0000 {
compatible = "arm,pl011";
reg = <0x101f0000 0x1000 >;
interrupts = < 1 0 >;
};
serial@101f2000 {
compatible = "arm,pl011";
reg = <0x101f2000 0x1000 >;
interrupts = < 2 0 >;
};
/*
reg的组织形式为 reg = <address1 length1 [address2 length2] [address3 length3]]>;
父节点的#address和#size-cells分别决定了子节点的reg属性的address和length字段的长度；
interrupts = <2 0>cell的大小由intc:interrupt controller中的#interrupt-cells = <2>决定
第一个代表中断号，第二个代表触发类型
*/
gpio@101f3000 {
compatible = "arm,pl061";
reg = <0x101f3000 0x1000
0x101f4000 0x0010>;
interrupts = < 3 0 >;
};
intc: interrupt-controller@10140000 {
compatible = "arm,pl190";
reg = <0x10140000 0x1000 >;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};
/*
interrupt-controller属性代表这是一个接受中断的设备，节点前加上intc标签，
用于给根节点interrupt-parent属性分配一个phandle。这个interrupt-parrent将成为本系统的默认值，
所有子节点都将继承它，除非覆写这个属性。
intc作为一个标签，指在节点名称前加上标号，这样设备树的其他位置就能够通过&符号来调用，
引用的模块在该模块之前无需加&，若在其后面或外面声明的，则需要加&
#interrput-cells第一个cell代表中断控制器的索引(中断号)，第二个cell代表触发的type，
常见的有1 = low-to-high edge triggered 2 = high-to-low edge triggered (边缘触发)
4 = active high level-sensitive 8 = active low level-sensitive(高低电平触发)
(如果有第三个cell，则代表优先级，0级为最高，7级最低)
*/
spi@10115000 {
compatible = "arm,pl022";
reg = <0x10115000 0x1000 >;
interrupts = < 4 0 >;
};
external-bus {
#address-cells = <2>
#size-cells = <1>;
ranges = <0 0 0x10100000 0x10000 // Chipselect 1, Ethernet
1 0 0x10160000 0x10000 // Chipselect 2, i2c controller
2 0 0x30000000 0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash
/*
externel-bus节点的#address-cells = <2>和 #size-cells = <1>代表其子节点ethernet、i2c、
flash的reg字段形式为<0 0 0x1000>;注意第一个元素是对应片选，第二个元素是相对该片选的基地址
(相对偏移量)，第三个元素为length。
root子结点的address区域直接位于CPU的memory区域。但是，经过总线桥后的address往往需要
经过转换才能对应的CPU的memory映射。external-bus的ranges属性定义了经过external-bus桥后的
地址范围如何映射到CPU的memory区域。
ranges属性则为一个地址转换表。表中的每一行都包含了子地址、父地址、在自地址空间内的区域大小，
分别由子节点的#address-cells、父节点的#address-cells和子节点的size-cells决定，
比如0 0 0x10100000 0x10000； 0 0是由于子节点的#address-cells = <2>,
0x10100000是由于父节点的#address-cells = <1>, 0x10000是由于子节点的#size-cells = <1>;
最终解释为片选0，偏移0，被映射到了0x10100000~0x1011000中，地址长度则为0x10000。
*/
ethernet@0,0 {
compatible = "smc,smc91c111";
reg = <0 0 0x1000>;
interrupts = < 5 2 >;
};
i2c@1,0 {
compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
reg = <1 0 0x1000>;
interrupts = < 6 2 >;
rtc@58 {
compatible = "maxim,ds1338";
reg = <58>;
interrupts = < 7 3 >;
};
};
flash@2,0 {
compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";
reg = <2 0 0x4000000>;
};
};
};
操作节点：
在Android中一般使用API来操作DTS中的硬件资源；对于经典的SOC，可以在比如arch/arm/mach-s5pv210/include/mach/gpio.h中的宏来获得gpio号，而对于比较新的soc，通常是在设备树中以reset-gpios = <&gpio1 15 1>;来表示gpio，可以通过of_get_named_gpio(xxxnode,”reset-gpios”,0);返回所需要的gpio号
Linux内核中目前DTS相关的函数都是以of_前缀开头，实现位于内核源码的drivers/of下面.
区别于无Device Tree驱动的例子：
首先在dts中加入GPIO资源：
gpio_demo:gpio_demo{
states = “okay”;
compatible = “rk3328,gpio_demo”;
firefly-gpio = <&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>; //GPIO0_B4
firefly-irq-qpio = <&gpio2 29 IRQ_TYPE_EDGE_RISING> //GPIO2_D5
}
/*
GPIO_ACTIVE_HIGH：引脚状态为常高
IRQ_TYPE_EDGE_RISING:上升沿触发
RK系列GPIO分为GPIO0,GPIO1,GPIO2…等组，每组GPIO下分为A,B,C,D等小组，而每个A下有0-7个引脚,
B,C,D同A。于是A=0,B与A相差8个引脚，C与B相差8个引脚，以此类推GPIO0_B4 属于B组，基数为8，
加4即为引脚序列号12。
*/
在驱动中，首选你需要一个device_id结构体用于匹配设备数资源中的属性
static const struct of_device_id gpio_demo_dt_ids[] = {
{ .compatible = “rk3328 , gpio_demo”, },
{},
};
在驱动结构体中加上.of_match_table属性，of_mathc_ptr去匹配设备树的函数
static struct platform_driver int_demo_driver = {
driver = {
.name = “gpio_demo”,
.of_match_table = of_match_ptr(gpio_demo_dt_ids),
}
.probe = firefly_gpio_probe,
.remove = firefly_gpio_remove,
};
enum of_gpio_flags{
OF_GPIO_ACTIVE_LOW = 0x1,
};
//probe函数在安装驱动的时候会被调用
static int firefly_gpio_probe(struct platform_device *pdev){
int ret;
int gpio;
enum of_gpio_flags flag;
struct firefly_gpio_info *gpio_info;
struct device_node *firefly_gpio_node = pdev->dev.of_node//设备树节点
printk(“Firefly GPIO Test Program Probe\n”);
//1申请空间
gpio_info = devm_kzalloc(&pdev->dev,sizeof(structfirefly_gpio_info *),GFP_KERNEL);
if(!gpio_info){
return –ENOMEM;
}
//2获取gpio信息
gpio = of_get_name_flags(firefly_gpio_node, “firefly-gpio”, 0, &flag);
if(!gpio_is_valid(gpio)){
printk(“firefly-gpio: %d is invalid\n”, gpio);
return –ENODEV;
}
//3请求控制获取的gpio
if(gpio_request(gpio, “firefly-gpio”)){
printk(“gpio %d request failed!\n”, gpio);
gpio_free(gpio);
return –NODEV;
}
//设置操作的gpio
gpio_info->firefly_gpio = gpio;
//根据flag判断使能值
gpio_info->gpio_enable_value = (flag == OF_GPIO_ACTIVE_LOW) ? 0 : 1;
//设置输出
gpio_direction_output(gpio_info->firefly_gpio, gpio_info->gpio_enable_value);
printk(“Firefly gpio putout\n”);
}
DTS下的平台驱动device与driver的匹配
static int platform_match(struct device *dev, struct device_driver *drv){
struct platform_device *pdev = to_platform_device(dev);
struct platform_driver *pdrv = to_platform_driver(drv);
/* Attempt an OF style match first */
if (of_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try ACPI style match */
if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
return 1;
/* Then try to match against the id table */
if (pdrv->id_table)
return platform_match_id(pdrv->id_table, pdev) != NULL;
/* fall-back to driver name match */
return (strcmp(pdev->name, drv->name) == 0);
}
of_driver_match_device这个函数最终调用到__of_match_node()函数，在这个函数里，通过把device_driver的of_match_table（of_device_id结构体的数组）和device里的of_node（device_node结构体）进行匹配，匹配方式是分别比较两者的name、type、和compatible字符串，三者要同时相同（一般name、和type为空，只比较compatible字符串）。
在head.S完成部分初始化后，开始调用start_kernel，其中setup_arch中调用的setup_machine_fdt将设备树dtb文件中的各个节点转换成device_node，就是驱动probe中调用struct device_node *firefly_gpio_node = pdev->dev.of_node。