tiny4412学习(四)之移植linux-设备树（1）设备树基础知识及GPIO中断【转】

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目录(?)[+]

 

• 硬件平台：tiny4412
• 系统：linux-4.4
• 文件系统：busybox-1.25
• 编译器： arm-none-linux-gnueabi-gcc（gcc version 4.8.3 20140320）
• uboot：友善自带uboot.

一、DTS引入

1.什么是DTS？为什么要引入DTS？

DTS即Device Tree Source设备树源码,DeviceTree是一种描述硬件的数据结构，它起源于OpenFirmware (OF)。

在Linux2.6中，ARM架构的板极硬件细节过多地被硬编码在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx，比如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各种硬件的platform_data，这些板级细节代码对内核来讲只不过是垃圾代码。而采用DeviceTree后，许多硬件的细节可以直接透过它传递给Linux，而不再需要在kernel中进行大量的冗余编码。   

2.ARM平台的相关code做出如下相关规范调整

 

•ARM的核心代码仍然保存在arch/arm目录下

•ARM SoC corearchitecture code保存在arch/arm目录下

•ARMSOC的周边外设模块的驱动保存在drivers目录下

•ARMSOC的特定代码在arch/arm/mach-xxx目录下

•ARM SOCboard specific的代码被移除，由DeviceTree机制来负责传递硬件拓扑和硬件资源信息。

 

本质上，Device Tree改变了原来用hardcode方式将HW配置信息嵌入到内核代码的方法，改用bootloader传递一个DB的形式。

3.DTS的加载过程

如果要使用DeviceTree，首先用户要了解自己的硬件配置和系统运行参数，并把这些信息组织成DeviceTree source file。通过DTC（DeviceTree Compiler），可以将这些适合人类阅读的DeviceTree source file变成适合机器处理的DeviceTree binary file（DTB，devicetree blob）。在系统启动的时候，bootprogram（例如：firmware、bootloader）可以将保存在flash中的DTB copy到内存（当然也可以通过其他方式，例如可以通过bootloader的交互式命令加载DTB），并把DTB的起始地址传递给OSkernel。对于计算机系统（computersystem），一般是firmware->bootloader->OS，对于嵌入式系统，一般是bootloader->OS。

4.DTS的描述信息

 

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DeviceTree中，可描述的信息包括（原先这些信息大多被hardcode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

 

 

  它基本上就是画一棵电路板上CPU、总线、设备组成的树，Bootloader会将这棵树传递给内核，然后内核可以识别这棵树，并根据它展开出linux内核中的platform_device、i2c_client、spi_device等设备，而这些设备用到的内存、IRQ等资源，也被传递给了内核，内核会将这些资源绑定给展开的相应的设备。

一个.dts文件对应一个ARM的machine，一般放置在内核的arch/arm/boot/dts/目录。由于一个SoC可能对应多个machine（一个SoC可以对应多个产品和电路板），势必这些.dts文件需包含许多共同的部分，Linux内核为了简化，把SoC公用的部分或者多个machine共同的部分一般提炼为.dtsi。所有的ARMSoC的.dtsi都引用了skeleton.dtsi，即#include"skeleton.dtsi“或者 /include/ "skeleton.dtsi"

5.变化

platform之前：

 

 

现在：

二、设备树文件

1、修改设备树文件支持GPIO按键中断

（/work/linux-4.4.0/linux-4.4/arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dts）

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 print?

1. interrupt_demo: interrupt_demo {  
2.         compatible         = "tiny4412,interrupt_demo";  
3.         tiny4412,int_gpio1 = <&gpx3 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
4.         tiny4412,int_gpio2 = <&gpx3 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
5.         tiny4412,int_gpio3 = <&gpx3 4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
6.         tiny4412,int_gpio4 = <&gpx3 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
7. };  

2、完整的设备树文件：

Device Tree有自己的独立的语法，它的源文件为.dts，编译后得到.dtb，Bootloader在引导Linux内核的时候会将.dtb地址告知内核。之后内核会展开Device Tree并创建和注册相关的设备，因此arch/arm/mach-xxx和arch/arm/plat-xxx中大量的用于注册platform、I2C、SPI板级信息的代码被删除，而驱动也以新的方式和.dts中定义的设备结点进行匹配。

[cpp]  view plain  copy

 

 print?

1. /* 
2.  * FriendlyARM's Exynos4412 based TINY4412 board device tree source 
3.  * 
4.  * Copyright (c) 2013 Alex Ling <[e-mail]> 
5.  * 
6.  * Device tree source file for FriendlyARM's TINY4412 board which is based on 
7.  * Samsung's Exynos4412 SoC. 
8.  * 
9.  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify 
10.  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as 
11.  * published by the Free Software Foundation. 
12. */  
13.   
14. /dts-v1/;  
15. #include "exynos4412.dtsi"  
16. #include <dt-bindings/gpio/gpio.h>  
17.   
18. / {  //root结点"/"  
19.     model = "FriendlyARM TINY4412 board based on Exynos4412";  
20.     //root结点"/"的属性compatible，组织形式为：<manufacturer>,<model>  
21.     //Linux内核透过root结点"/"的compatible 属性即可判断它启动的是什么machine  
22.     //compatible 属性是一个字符串的列表，列表中的第一个字符串表征了结点代表的确切设备，  
23.     //形式为"<manufacturer>,<model>"，其后的字符串表征可兼容的其他设备。  
24.     //可以说前面的是特指，后面的则涵盖更广的范围。  
25.     compatible = "friendlyarm,tiny4412", "samsung,exynos4412", "samsung,exynos4";  
26.   
27.   //以下开始为子节点  
28.     //子结点的命名，它们遵循的组织形式为：<name>[@<unit-address>]，  
29.     //<>中的内容是必选项，[]中的则为可选项。name是一个ASCII字符串，用于描述结点对应的设备类型，如memory；  
30.     //多个相同类型设备结点的name可以一样，只要unit-address不同即可  
31.       
32.     //chosen节点并不代表一个真正的设备，而是用来在Firmware与操作系统间传递数据，如启动参数。  
33.     chosen {                         //子结点"chosen"  
34.         stdout-path = &serial_0;  
35.         bootargs = "root=/dev/ram0 rw rootfstype=ext4 console=ttySAC0,115200 init=/linuxrc earlyprintk";  
36.     };  
37.   
38.     memory {                         //子结点"memory"  
39.         reg = <0x40000000 0x40000000>;  
40.     };  
41.   
42.     leds {                           //子结点"leds"  
43.         compatible = "gpio-leds";  
44.   
45.         led1 {                         //子子结点"led1"  
46.             label = "led1";  
47.             gpios = <&gpm4 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;  
48.             default-state = "off";  
49.             linux,default-trigger = "heartbeat";  
50.         };  
51.   
52.         led2 {  
53.             label = "led2";  
54.             gpios = <&gpm4 1 GPIO_ACTIVE_LOW>;  
55.             default-state = "off";  
56.         };  
57.   
58.         led3 {  
59.             label = "led3";  
60.             gpios = <&gpm4 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;  
61.             default-state = "off";  
62.         };  
63.   
64.         led4 {  
65.             label = "led4";  
66.             gpios = <&gpm4 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;  
67.             default-state = "off";  
68.             linux,default-trigger = "mmc0";  
69.         };  
70.     };  
71.   
72.     fixed-rate-clocks {  
73.         xxti {  
74.             compatible = "samsung,clock-xxti";  
75.             clock-frequency = <0>;  
76.         };  
77.   
78.         xusbxti {  
79.             compatible = "samsung,clock-xusbxti";  
80.             clock-frequency = <24000000>;  
81.         };  
82.     };  
83.     interrupt_demo: interrupt_demo {  
84.      compatible         = "tiny4412,interrupt_demo";  
85.      tiny4412,int_gpio1 = <&gpx3 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
86.      tiny4412,int_gpio2 = <&gpx3 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
87.      tiny4412,int_gpio3 = <&gpx3 4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
88.      tiny4412,int_gpio4 = <&gpx3 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;  
89.     };  
90. };  
91.   
92. &rtc {  
93.     status = "okay";  
94. };  
95.   
96. &sdhci_2 {  
97.     bus-width = <4>;  
98.     pinctrl-0 = <&sd2_clk &sd2_cmd &sd2_cd &sd2_bus4>;  
99.     pinctrl-names = "default";  
100.     #status = "okay";     
101.     status = "disabled";  
102. };  
103.   
104. &serial_0 {  
105.     status = "okay";  
106. };  
107.   
108. &serial_1 {  
109.     status = "okay";  
110. };  
111.   
112. &serial_2 {  
113.     status = "okay";  
114. };  
115.   
116. &serial_3 {  
117.     status = "okay";  
118. };  

三、设备树驱动

设备树引来的驱动变化

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 print?

1. #include <linux/init.h>  
2. #include <linux/module.h>  
3. #include <linux/platform_device.h>  
4. #include <linux/gpio.h>  
5. #include <linux/of.h>  
6. #include <linux/of_gpio.h>  
7. #include <linux/interrupt.h>  
8.   
9. typedef struct   
10. {  
11.     int gpio;  
12.     int irq;  
13.     char name[20];  
14. }int_demo_data_t;  
15.   
16. static irqreturn_t int_demo_isr(int irq, void *dev_id)  
17. {  
18.     int_demo_data_t *data = dev_id;  
19.   
20.     printk("%s enter, %s: gpio:%d, irq: %d\n", __func__, data->name, data->gpio, data->irq);  
21.   
22.     return IRQ_HANDLED;  
23. }  
24.   
25. static int int_demo_probe(struct platform_device *pdev) {  
26.     struct device *dev = &pdev->dev;  
27.     int irq_gpio = -1;  
28.     int irq = -1;  
29.     int ret = 0;  
30.     int i = 0;  
31.     int_demo_data_t *data = NULL;  
32.   
33.     printk("%s enter.\n", __func__);  
34.   
35.     if (!dev->of_node) {  
36.         dev_err(dev, "no platform data.\n");  
37.         goto err1;  
38.     }  
39.   
40.     data = devm_kmalloc(dev, sizeof(*data)*4, GFP_KERNEL);  
41.     if (!data) {  
42.         dev_err(dev, "no memory.\n");  
43.         goto err0;  
44.     }  
45.   
46. #if 1  
47.     for (i = 3; i >= 0; i--) {  
48.         sprintf(data[i].name, "tiny4412,int_gpio%d", i+1);  
49. #else  
50.     for (i = 0; i < 4; i++) {  
51. #endif  
52.         irq_gpio = of_get_named_gpio(dev->of_node, data[i].name, 0);//通过名字获取gpio  
53.         if (irq_gpio < 0) {  
54.             dev_err(dev, "Looking up %s property in node %s failed %d\n",  
55.                 data[i].name, dev->of_node->full_name, irq_gpio);  
56.             goto err1;  
57.         }  
58.   
59.         data[i].gpio = irq_gpio;  
60.   
61.         irq = gpio_to_irq(irq_gpio);    //将gpio转换成对应的中断号  
62.         if (irq < 0) {  
63.             dev_err(dev,  
64.                 "Unable to get irq number for GPIO %d, error %d\n",  
65.                 irq_gpio, irq);  
66.             goto err1;  
67.         }  
68.   
69.         data[i].irq = irq;  
70.   
71.         printk("%s: gpio: %d ---> irq (%d)\n", __func__, irq_gpio, irq);  
72.     //注册中断  
73.         ret = devm_request_any_context_irq(dev, irq, int_demo_isr, IRQF_TRIGGER_FALLING, data[i].name, data+i);  
74.         if (ret < 0) {  
75.             dev_err(dev, "Unable to claim irq %d; error %d\n",  
76.                 irq, ret);  
77.             goto err1;  
78.         }  
79.     }  
80.   
81.     return 0;  
82.   
83. err1:  
84.     devm_kfree(dev, data);  
85. err0:  
86.     return -EINVAL;  
87. }  
88.   
89. static int int_demo_remove(struct platform_device *pdev) {  
90.   
91.     printk("%s enter.\n", __func__);  
92.   
93.     return 0;  
94. }  
95.   
96. static const struct of_device_id int_demo_dt_ids[] = {  
97.     { .compatible = "tiny4412,interrupt_demo", },  
98.     {},  
99. };  
100.   
101. MODULE_DEVICE_TABLE(of, int_demo_dt_ids);  
102.   
103. static struct platform_driver int_demo_driver = {  
104.     .driver        = {  
105.         .name      = "interrupt_demo",  
106.         .of_match_table    = of_match_ptr(int_demo_dt_ids),  
107.     },  
108.     .probe         = int_demo_probe,  
109.     .remove        = int_demo_remove,  
110. };  
111.   
112. static int __init int_demo_init(void)  
113. {  
114.     int ret;  
115.   
116.     ret = platform_driver_register(&int_demo_driver);  
117.     if (ret)  
118.         printk(KERN_ERR "int demo: probe failed: %d\n", ret);  
119.   
120.     return ret;  
121. }  
122. module_init(int_demo_init);  
123.   
124. static void __exit int_demo_exit(void)  
125. {  
126.     platform_driver_unregister(&int_demo_driver);  
127. }  
128. module_exit(int_demo_exit);  
129.   
130. MODULE_LICENSE("GPL");  

编译驱动

[cpp]  view plain  copy

 

 print?

1. KERN_DIR = /work/system/linux-3.4.2  
2.   
3. all:  
4.     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules   
5.   
6. clean:  
7.     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean  
8.     rm -rf modules.order  
9.   
10. obj-m   += mykey.o<span style="font-size:18px;">  
11. </span>  

采用了platform平台设备驱动的方式

platform_driver_register(&int_demo_driver);-->

.of_match_table    = of_match_ptr(int_demo_dt_ids),-->

.probe         = int_demo_probe,-->

of_get_named_gpio(dev->of_node, data[i].name, 0):将dev->of_node节点上的data[i].name的值取下。-->

irq = gpio_to_irq(irq_gpio);    //将gpio转换成对应的中断号-->

ret = devm_request_any_context_irq(dev, irq, int_demo_isr, IRQF_TRIGGER_FALLING, data[i].name, data+i);

//注册中断-->

中断发生-->

执行中断处理函数int_demo_isr-->

等待中断发生。

四、下载测试

#u-boot：

setenv bootargs  'root=/dev/nfs  rw  nfsroot=192.168.1.123:/work/nfs/rootfs_for_tiny4412/rootfs ethmac=1C:6F:65:34:51:7E  ip=192.168.1.125:192.168.1.123:192.168.1.1:255.255.255.0::eth0:off console=ttySAC0,115200  init=/linuxrc'

#u-boot：save

#u-boot：dnw 0x40600000

dnw arch/arm/boot/uImage

#u-boot：dnw 0x42000000

dnw  arch/arm/boot/dts/exynos4412-tiny4412.dtb

bootm 0x40600000 - 0x42000000

内核：
git clone https://github.com/fengyuwuzu0519/linux4_forTiny4412.git
文件系统：
git clone https://github.com/fengyuwuzu0519/rootfs_forTiny4412
文件系统git下了少东西，则创建如下：
（mkdir dev  proc  sys  tmp  var    mknod  dev/console  c  5  1）
uboot：
git clone https://github.com/fengyuwuzu0519/u-boot_forTiny4412
make distclean
make tiny4412_config
make