驱动进化之路：设备树的引入及简明教程

设备树的基本概念和产生背景

问题1：
以LED为例，当要更换LED所用的GPIO引脚时，需要修改驱动程序源码，重新编译驱动，重新加载驱动。
问题2：
由于芯片种类繁多，里面包含了各种各样的芯片所有包含了许多用不着的C代码。
根据上面两个问题：引入设备树
设备树只是用来给内核里的驱动程序，指定硬件的信息。比如 LED 驱动，在
内核的驱动程序里去操作寄存器，但是操作哪一个引脚？这由设备树指定。

设备树的语法

我们需要编写设备树文件(dts: device tree source)，它需要编译为
dtb(device tree blob)文件，内核使用的是 dtb 文件。

内核对设备树的处理过程

1.dts在PC机上被编译为dtb文件
2.u-boot把dtb文件传给内核
3.内核解析dtb文件，把每个节点都转化为device_node结构体
4.对于某些device_node结构体，会被转换为platform_device
dtb中的每一个节点都被转换为device_node结构体

根节点被保存在全局变量of_root中，从of_root开始可以访问到任意节点

哪些设备树节点会被转换为platform_device

1.根节点下含有 compatile 属性的子节点
2.含有特定 compatile 属性的节点的子节点
如果一个节点的 compatile 属性，它的值是这 4 者之一：“simplebus”,“simple-mfd”,“isa”,“arm,amba-bus”, 那么它的子结点 ( 需含
compatile 属性)也可以转换为 platform_device。
3.总线 I2C、SPI 节点下的子节点：不转换为 platform_device
某个总线下到子节点，应该交给对应的总线驱动程序来处理, 它们不应该被转换为 platform_device。

⚫/mytest 会被转换为 platform_device, 因为它兼容"simple-bus";
它的子节点/mytest/mytest@0 也会被转换为 platform_device
⚫ /i2c 节点一般表示 i2c 控制器, 它会被转换为 platform_device, 在内核
中有对应的 platform_driver;
⚫ /i2c/at24c02 节点不会被转换为 platform_device, 它被如何处理完全由
父节点的 platform_driver 决定, 一般是被创建为一个 i2c_client。
⚫ 类似的也有/spi 节点, 它一般也是用来表示 SPI 控制器, 它会被转换为
platform_device, 在内核中有对应的 platform_driver;
⚫ /spi/flash@0 节点不会被转换为 platform_device, 它被如何处理完全由
父节点的 platform_driver 决定, 一般是被创建为一个 spi_device。

怎么转换为 platform_device

内核处理设备树的函数调用过程，这里不去分析；我们只需要得到如下结论：
◼ platform_device 中含有 resource 数组, 它来自 device_node 的
reg, interrupts 属性;
◼ platform_device.dev.of_node 指向 device_node, 可以通过它获
得其他属性

platform_device 如何与 platform_driver 配对

从设备树转换得来的 platform_device 会被注册进内核里，以后当我们每
注册一个 platform_driver 时，它们就会两两确定能否配对，如果能配对成功
就调用 platform_driver 的 probe 函数。

1.最先比较：是否强制选择某个driver

platform_device.driver_override 和 platform_driver.driver.name
可以设置 platform_device 的 driver_override，强制选择某个 platform_driver

2.然后比较：设备树信息

platform_device.dev.of_node 和 platform_driver.driver.of_match_table。
由设备树节点转换得来的 platform_device 中，含有一个结构体：of_node
结构如下：

如果一个 platform_driver 支持设备树，它的
platform_driver.driver.of_match_table 是一个数组，类型如下

首先，如果 of_match_table 中含有 compatible 值，就跟 dev 的 compatile
属性比较，若一致则成功，否则返回失败；
其次，如果 of_match_table 中含有 type 值，就跟 dev 的 device_type 属性
比较，若一致则成功，否则返回失败；
最后，如果 of_match_table 中含有 name 值，就跟 dev 的 name 属性比
较，若一致则成功，否则返回失败。
而设备树中建议不再使用 devcie_type 和 name 属性，所以基本上只使用设
备节点的 compatible 属性来寻找匹配的 platform_driver。

接下来比较platform_device_id

比较 platform_device. name 和 platform_driver.id_table[i].name，
id_table 中可能有多项。
platform_driver.id_table 是“platform_device_id”指针，表示该 drv
支持若干个 device，它里面列出了各个 device 的{.name, .driver_data}，
其中的“name”表示该 drv 支持的设备的名字，driver_data 是些提供给该
device 的私有数据。

最后比较

platform_device.name 和 platform_driver.driver.name
platform_driver.id_table 可能为空，
这时可以根据 platform_driver.driver.name 来寻找同名的
platform_device。

有些节点不会生成 platform_device，怎么访问它们

内核会把 dtb 文件解析出一系列的 device_node 结构体，我们可以直接访
问这些 device_node。