am335x linux内核烧写_为AM335x移植Linux内核主线代码(1)了解dtb

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-12-31 15:27 123阅读 0赞

https://events.linuxfoundation.org/sites/events/files/slides/petazzoni-device-tree-dummies.pdf

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问题一：以前的Linux Kernel如何描述硬件，现在又如何描述呢？

在以前的内核版本中：

1)内核包含了对硬件的全部描述；

2)bootloader会加载一个二进制的内核镜像，并执行它，比如uImage或者zImage；

3)bootloader会提供一些额外的信息，成为ATAGS，它的地址会通过r2寄存器传给内核；

ATAGS包含了内存大小和地址，kernel command line等等；

4)bootloader会告诉内核加载哪一款board，通过r1寄存器存放的machine type integer；

5)U-Boot的内核启动命令：bootm

6)Barebox变量：bootm.image (?)

![Image 1][]

现今的内核版本使用了Device Tree：

1)内核不再包含对硬件的描述，它以二进制的形式单独存储在另外的位置：the device tree blob

2)bootloader需要加载两个二进制文件：内核镜像和DTB

内核镜像仍然是uImage或者zImage；

DTB文件在arch/arm/boot/dts中，每一个board对应一个dts文件；

3)bootloader通过r2寄存器来传递DTB地址，通过修改DTB可以修改内存信息，kernel command line，以及潜在的其它信息；

4)不再有machine type；

5)U-Boot的内核启动命令：bootm -

6)Barebox变量：bootm.image,bootm.oftree

![Image 1][]

有些bootloader不支持Device Tree，或者有些专门给特定设备写的版本太老了，也不包含。为了解决这个问题，CONFIG\_ARM\_APPENDED\_DTB被引进。

它告诉内核，在紧跟着内核的地址里查找DTB文件；

由于没有built-in Makefile rule来产生这样的内核，因此需要手动操作：

cat arch/arm/boot/zImage arch/arm/boot/dts/myboard.dtb > my-zImage

mkimage ... -d my-zImage my-uImage

(cat这个命令，还能够直接合并两个mp3文件哦！so easy！)

另外，CONFIG\_ARM\_ATAG\_DTB\_COMPAT选项告诉内核去bootloader里面读取ATAGS，并使用它们升级DT。

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问题二：现在Linux Kernel使用的Device Tree到底是个什么东东？

引用the Power.org Standard for Embedded Power Architecture Platform Requirements (ePAPR)的定义：

1)ePAPR使用device tree的概念描述硬件。boot程序会加载device tree到client program's memory中，并将device tree的指针传递给client；

2)device tree是一个树形数据结构with nodes，用来描述系统的physical devices；

3)一个ePAPR-complient device tree描述的设备信息不能被client program读取；

![Image 1][]

From Source to binary

1)在ARM系统中，所有的DTS文件放置在arch/arm/boot/dts中：

.dts文件为板级定义

.dtsi文件为SoC级定义

2)Device Tree Compiler工具，将源代码编译成二进制形式；

它的源代码放置在scripts/dtc中

3)编译器会产生DTB文件，bootloader会加载这个DTB文件，内核在boot时去解析它；

4)arch/arm/boot/dts/Makefile会指定产生哪个DTB文件；

![Image 1][]

上图是pdf里面自带的例子，我再从arch/arm/boot/dts/am33xxx.dtsi中摘录了两个：

uart0: serial@44e09000 \{

compatible = "ti,omap3-uart";

ti,hwmods = "uart1";

clock-frequency = <48000000>;

reg = <0x44e09000 0x2000>;

interrupts = <72>;

status = "disabled";

\};

uart1: serial@48022000 \{

compatible = "ti,omap3-uart";

ti,hwmods = "uart2";

clock-frequency = <48000000>;

reg = <0x48022000 0x2000>;

interrupts = <73>;

status = "disabled";

\};

对比图片中的注释，就能够知道对于uart0这个外设：

Node name: serial

Unit Address: 0x44e09000

compatible: 定义了设备的programming model，允许操作系统识别对应的程序驱动；

clock-frequency: 48000000，晶振频率为24MHz，这应该是PLL倍频后的输出(？)；

reg: 寄存器的地址和寄存器长度，uart0的地址起始为0x44e09000，长度为0x2000；

interrupts: 中断号；

status: 状态值，初始的时候为disabled，即禁用它；

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问题三：Device Tree的编写规则是怎样的？

1)Device Tree inclusion不一定要做成monolithic，它们可以分散在不同的文件中，互相包含；

2).dtsi文件是被包含的，.dts文件才是最终的Device Trees；

3).dts文件包含了板级信息；

4)including工作主要是将including file覆盖到included file上面；

5)inclusion使用DT操作符/include/，或者在某些少量的内核发布版中，由于DTS是使用了C preprocessor，因此推荐\#include。

![Image 1][]

由这张图可见，如果included file中的某项，被including file文件定义了，则会使用后者的定义，也就是使用更上层更新的定义；如果没有被定义，则添加进入。

1)bindings是device tree里面可已包含的specific types and classes of devices。

2)compatible特征描述了节点编译的specific binding；

3)当为一个设备创建新的device tree时，应该创建a binding来描述设备的全部细节。

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问题四：在哪里可以找到Device Tree的文档呢？

1)所有可被内核识别的Device Tree bindings在文档Documentation/devicetree/bindings里面；

2)每个binding文档描述了哪些properties可以被接受，可以使用哪些值，哪些特征是必须的，哪些是可选的；

3)所有新的Device Tree bindings必须让代码维护者审核，提交到devicetree@vger.kernel.org上。这用来保证它们的正确性和一致性。

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问题五：Device Tree中的常见关键字含义是什么？

Device Tree organization: top-level nodes

在设备的最顶层节点上，一般可以发现如下这些：

cpus：描述了系统的CPU

memory：定义了RAM的地址和大小

chosen：定义了boot时被系统固件选择或定义的参数；可用来传递kernel command line；

aliases：定义了certain nodes的shotcuts；

一个或多个总线定义；

一个或多个板上设备定义；

下面是am33xx.dtsi中的定义：

/ \{

compatible = "ti,am33xx";

interrupt-parent = ;

aliases \{

i2c0 = &i2c0;

i2c1 = &i2c1;

i2c2 = &i2c2;

serial0 = &uart0;

serial1 = &uart1;

serial2 = &uart2;

serial3 = &uart3;

serial4 = &uart4;

serial5 = &uart5;

d\_can0 = &dcan0;

d\_can1 = &dcan1;

usb0 = &usb0;

usb1 = &usb1;

phy0 = &usb0\_phy;

phy1 = &usb1\_phy;

ethernet0 = &cpsw\_emac0;

ethernet1 = &cpsw\_emac1;

\};

cpus \{

\#address-cells = <1>;

\#size-cells = <0>;

cpu@0 \{

compatible = "arm,cortex-a8";

device\_type = "cpu";

reg = <0>;

/\*

\* To consider voltage drop between PMIC and SoC,

\* tolerance value is reduced to 2% from 4% and

\* voltage value is increased as a precaution.

\*/

operating-points = <

/\* kHz    uV \*/

720000  1285000

600000  1225000

500000  1125000

275000  1125000

voltage-tolerance = <2>; /\* 2 percentage \*/

clocks = ;

clock-names = "cpu";

clock-latency = <300000>; /\* From omap-cpufreq driver \*/

\};

pmu \{

compatible = "arm,cortex-a8-pmu";

interrupts = <3>;

\};

/\*

\* The soc node represents the soc top level view. It is used for IPs

\* that are not memory mapped in the MPU view or for the MPU itself.

\*/

soc \{

compatible = "ti,omap-infra";

mpu \{

compatible = "ti,omap3-mpu";

ti,hwmods = "mpu";

\};

/\* ...... \*/

\};

从上面的代码里面可以找出四个compatible，分别是：

top: compatible = "ti,am33xx";

cpu0: compatible = "arm,cortex-a8";

pmu: compatible = "arm,cortex-a8-pmu";

soc: compatible = "ti,omap-infra";

怎样使用compatible呢？

方法一是用来匹配DT\_MACHINE结构体中的dt\_compat域，方法二是使用of\_machine\_is\_compatible函数。

在总线中，一般要定义compatile、\#address-cells、\#size-cells、ranges，比如：

i2c0: i2c@44e0b000 \{

compatible = "ti,omap4-i2c";

\#address-cells = <1>;

\#size-cells = <0>;

ti,hwmods = "i2c1";

reg = <0x44e0b000 0x1000>;

interrupts = <70>;

status = "disabled";

\};

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问题六：有关DT的策略，你应该了解的～

DT是一种硬件描述，而不是一种配置。

它应该描述硬件的构成，和硬件工作的方式；

它不应该描述那种硬件配置你更加喜欢；

例如：

你可以在DT中描述是否硬件配置支持DMA；

但是你不要在DT中描述你是否想要DMA。

1)DT独立于OS，它也需要非常稳定；

2)最初的设想是，DTBs由生产厂家烧写进芯片中，用户直接安装系统就好了；

3)当Device Tree binding被定义，并且在DTBs使用之后，它就不能再改变，但可以扩展；

4)这意味着Device Tree binding是内核的二进制程序接口(ABI)，它需要same care；

5)但是内核开发者意识到了这个很难达到，并且会减慢驱动程序的集成：

ARM Kernel Mini-submit discussions放松了这些限制；

未来在Kernel Summit时会有additional discussion；

Basic guidelines for binding design:

1) A precise compatible string is better than a vague one.

2) Do not encode too much hardware details in the DT.

[Image 1]:

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