一文搞懂Linux驅(qū)動的來龍去脈
驅(qū)動相關(guān)的學(xué)習(xí)資料網(wǎng)上很多，但大部分都是碎片化的記錄，很少有系統(tǒng)化的總結(jié)整理。本文旨在系統(tǒng)化的講清楚 Linux 驅(qū)動的來龍去脈。先從總線，設(shè)備，驅(qū)動介紹內(nèi)核對于驅(qū)動的模型設(shè)計(jì)；然后引入設(shè)備樹的概念，打通設(shè)備和驅(qū)動的關(guān)系；最后手把手和你一起定制自己的開發(fā)板。這也是拿到芯片后，如何 bringup 板子的入門工作。詳細(xì)交流可以加我微信 rrjike，一起學(xué)習(xí)進(jìn)步！
Linux 總線、設(shè)備、驅(qū)動模型的探究
設(shè)備驅(qū)動模型的需求
總線、設(shè)備和驅(qū)動模型，如果把它們之間的關(guān)系比喻成生活中的例子是比較容易理解的。舉個例子，充電墻壁插座安靜的嵌入在墻面上，無論設(shè)備是電腦還是手機(jī)，插座都能依然不動的完成它的使命——充電，沒有說為了滿足各種設(shè)備充電而去更換插座的。其實(shí)這就是軟件工程強(qiáng)調(diào)的高內(nèi)聚、低耦合概念。
所謂高內(nèi)聚低耦合是模塊內(nèi)各元素聯(lián)系越緊密就代表內(nèi)聚性就越高，模塊間聯(lián)系越不緊密就代表耦合性低。所以高內(nèi)聚、低耦合強(qiáng)調(diào)的就是內(nèi)部要緊緊抱團(tuán)。設(shè)備和驅(qū)動就是基于這種模型去實(shí)現(xiàn)彼此隔離不相干的。這里，有的讀者就要問了，高內(nèi)聚、低耦合的軟件模型理解，可設(shè)備和驅(qū)動為什么要采用這種模型呢？沒錯，好問題。下面進(jìn)入今天的話題——總線、設(shè)備和驅(qū)動模型的探究。
設(shè)想一個叫 GITCHAT 的網(wǎng)卡，它需要接在 CPU 的內(nèi)部總線上，需要地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，以及中斷 pin 腳等。
那么在 GITCHAT 的驅(qū)動里需要定義 GITCHAT 的基地址、中斷號等信息。假設(shè) GITCHAT 的地址為0x0001，中斷號是 2，那么：
但是世界上的板子千千萬，有三星、華為、飛思卡爾……每個板子的信息也都不一樣，站在驅(qū)動的角度看，當(dāng)每次重新?lián)Q板子的時候，GITCHAT_BASE 和 GITCHAT_INTERRUPT 就不再一樣，那驅(qū)動代碼也要隨之改變。這樣的話一萬個開發(fā)板要寫一萬個驅(qū)動了，這就是文章剛開始提到的高內(nèi)聚、低耦合的應(yīng)用場景。
驅(qū)動想以不變應(yīng)萬變的姿態(tài)適配各種設(shè)備連接的話就要實(shí)現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動模型?；旧衔覀兛梢哉J(rèn)為驅(qū)動不會因?yàn)?CPU 的改變而改變，所以它應(yīng)該是跨平臺的。自然像 “#define GITCHAT_BASE 0x0001，#define GITCHAT_INTERRUPT 2” 這樣描述和 CPU 相關(guān)信息的代碼不應(yīng)該出現(xiàn)在驅(qū)動里。
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設(shè)備驅(qū)動模型的實(shí)現(xiàn)
現(xiàn)在 CPU 板級信息和驅(qū)動分開的需求已經(jīng)刻不容緩。但是基地址、中斷號等板級信息始終和驅(qū)動是有一定聯(lián)系的，因?yàn)轵?qū)動畢竟要取出基地址、中斷號等。怎么??？有一種方法是 GITCHAT 驅(qū)動滿世界去詢問各個板子：請問你的基地址是多少？中斷號是幾？細(xì)心的讀者會發(fā)現(xiàn)這仍然是一個耦合的情況。
對軟件工程熟悉的讀者肯定立刻想到能不能設(shè)計(jì)一個類似接口適配器的類（adapter）去適配不同的板級信息，這樣板子上的基地址、中斷號等信息都在一個 adapter 里去維護(hù)，然后驅(qū)動通過這個 adapter 不同的 API 去獲取對應(yīng)的硬件信息。沒錯，Linux 內(nèi)核里就是運(yùn)用了這種設(shè)計(jì)思想去對設(shè)備和驅(qū)動進(jìn)行適配隔離的，只不過在內(nèi)核里我們不叫做適配層，而取名為總線，意為通過這個總線去把驅(qū)動和對應(yīng)的設(shè)備綁定一起，如圖：
基于這種設(shè)計(jì)思想，Linux 把設(shè)備驅(qū)動分為了總線、設(shè)備和驅(qū)動三個實(shí)體，這三個實(shí)體在內(nèi)核里的職責(zé)分別如下：
模型設(shè)計(jì)好后，下面來看一下具體驅(qū)動的實(shí)踐，首先把板子的硬件信息填入設(shè)備端，然后讓設(shè)備向總線注冊，這樣總線就間接的知道了設(shè)備的硬件信息。比如一個板子上有一個 GITCHAT，首先向總線注冊：
現(xiàn)在 platform 總線上自然知道了板子上關(guān)于 GITCHAT 設(shè)備的硬件信息，一旦 GITCHAT 的驅(qū)動也被注冊的話，總線就會把驅(qū)動和設(shè)備綁定起來，從而驅(qū)動就獲得了基地址、中斷號等板級信息。總線存在的目的就是把設(shè)備和對應(yīng)的驅(qū)動綁定起來，讓內(nèi)核成為該是誰的就是誰的和諧世界，有點(diǎn)像我們生活中紅娘的角色，把有緣人通過紅線牽在一起。設(shè)備注冊總線的代碼例子看完了，下面看下驅(qū)動注冊總線的代碼示例：
從代碼中看到驅(qū)動是通過總線 API 接口 platform_get_resource 取得板級信息，這樣驅(qū)動和設(shè)備之間就實(shí)現(xiàn)了高內(nèi)聚、低耦合的設(shè)計(jì)，無論你設(shè)備怎么換，我驅(qū)動就可以巋然不動。
看到這里，可能有些喜歡探究本質(zhì)的讀者又要問了，設(shè)備向總線注冊了板級信息，驅(qū)動也向總線注冊了驅(qū)動模塊，但總線是怎么做到驅(qū)動和設(shè)備匹配的呢？接下來就講下設(shè)備和驅(qū)動是怎么通過總線進(jìn)行“聯(lián)姻”的。
總線里有很多匹配方式，比如：
從上面可知 platform 總線下的設(shè)備和驅(qū)動是通過名字進(jìn)行匹配的，先去匹配 platform_driver 中的 id_table 表中的各個名字與 platform_device->name 名字是否相同，如果相同則匹配。
設(shè)備驅(qū)動模型的改善
相信通過上面的學(xué)習(xí)，相信對于設(shè)備、驅(qū)動通過總線來匹配的模型已經(jīng)有所了解。如果寫代碼的話應(yīng)該是下面結(jié)構(gòu)圖所示：
最底層是不同板子的板級文件代碼，中間層是內(nèi)核的總線，最上層是對應(yīng)的驅(qū)動，現(xiàn)在描述板級的代碼已經(jīng)和驅(qū)動解耦了，這也是 Linux 設(shè)備驅(qū)動模型最早的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，但隨著時代的發(fā)展，就像是人類的貪婪促進(jìn)了社會的進(jìn)步一樣，開發(fā)人員對這種模型有了更高的要求，雖然驅(qū)動和設(shè)備解耦了，但是天下設(shè)備千千萬，每次設(shè)備的需求改動都要去修改 board-xxx.c 設(shè)備文件的話，這樣下去，有太多的板級文件需要維護(hù)。完美的 Linux 怎么會允許這樣的事情存在，于是乎，設(shè)備樹（DTS）就登向了歷史舞臺，下一篇內(nèi)容將探討設(shè)備樹的實(shí)現(xiàn)原理和用法。
Linux 設(shè)備樹（DTS）的深入理解
設(shè)備樹的出現(xiàn)
上面說過設(shè)備樹的出現(xiàn)是為了解決內(nèi)核中大量的板級文件代碼，通過 DTS 可以像應(yīng)用程序里的 XML 語言一樣很方便的對硬件信息進(jìn)行配置。關(guān)于設(shè)備樹的出現(xiàn)其實(shí)在 2005 年時候就已經(jīng)在 PowerPC Linux 里出現(xiàn)了，由于 DTS 的方便性，慢慢地被廣泛應(yīng)用到 ARM、MIPS、X86 等架構(gòu)上。為了理解設(shè)備樹的出現(xiàn)的好處，先來看下在使用設(shè)備樹之前是采用什么方式的。
關(guān)于硬件的描述信息之前一般放在一個個類似 arch/xxx/mach-xxx/board-xxx.c 的文件中，如：
一個很少的地址獲取，我們就要寫大量的類似代碼，當(dāng)年 Linus 看到內(nèi)核里有大量的類似代碼，很是生氣并且在 Linux 郵件列表里發(fā)了份郵件，才有了現(xiàn)在的設(shè)備樹概念，至于設(shè)備樹的出現(xiàn)到底帶來了哪些好處，先看一下設(shè)備樹的文件：
從代碼中可看到對于 GITCHAT 這個網(wǎng)卡驅(qū)動、一些寄存器、中斷號和上一層 gpio 節(jié)點(diǎn)都很清晰的被描述。比上一圖的代碼優(yōu)化了很多，也容易維護(hù)了很多。這樣就形成了設(shè)備在腳本，驅(qū)動在 c 文件里的關(guān)系圖：
從圖中可以看出 A、B、C 三個板子里都含有 GITCHAT 設(shè)備樹文件，這樣對于 GITCHAT 驅(qū)動寫一份就可以在 A、B、C 三個板子里共用。從上幅圖里不難看出，其實(shí)設(shè)備樹的出現(xiàn)在軟件模型上相對于之前并沒有太大的改變，設(shè)備樹的出現(xiàn)主要在設(shè)備維護(hù)上有了更上一層樓的提高，此外在內(nèi)核編譯上使內(nèi)核更精簡，鏡像更小。
設(shè)備樹的文件結(jié)構(gòu)和剖析
設(shè)備樹和設(shè)備樹之間到底是什么關(guān)系，有著哪些依賴和聯(lián)系，先看下設(shè)備樹之間的關(guān)系圖：
除了設(shè)備樹（DTS）外，還存有 dtsi 文件，就像代碼里的頭文件一樣，是不同設(shè)備樹共有的設(shè)備文件，這不難理解，但是值得注意的是如果 dts 和 dtsi 里都對某個屬性進(jìn)行定義的話，底層覆蓋上層的屬性定義。這樣的好處是什么呢？假如你要做一塊電路板，電路板里有很多模塊是已經(jīng)存在的，這樣就可以直接像包含頭文件一樣把共性的 dtsi 文件包含進(jìn)來，大大減少工作量，后期也可以對類似模塊再次利用。
設(shè)備樹文件的格式是 dts，包含的頭文件格式是 dtsi，dts 文件是一種程序員可以看懂的格式，但是 Uboot 和 Linux 只能識別二進(jìn)制文件，不能直接識別。所以就需要把 dts 文件編譯成 dtb 文件。把 dts 編譯成 dtb 文件的工具是 dtc，位于內(nèi)核目錄下 scripts/dtc，也可以手動安裝：sudo apt-get install device-tree-compiler 工具。具體 dts 是如何轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼并在內(nèi)存里供 kernel 識別的，請看下圖：
設(shè)備樹的應(yīng)用
有了理論，在具體的工程里如何做設(shè)備樹呢？這里介紹三大法寶：文檔、腳本、代碼。文檔是對各種 node 的描述，位于內(nèi)核 documentation/devicetree/bingdings/arm/ 下，腳本就是設(shè)備樹 dts，代碼就是你要寫的設(shè)備代碼，一般位于 arch/arm/ 下，以后在寫設(shè)備的時候可以用這種方法，絕對的事半功倍。很多上層應(yīng)用開發(fā)者沒有做過內(nèi)核開發(fā)的經(jīng)驗(yàn)，對內(nèi)核一直覺得很神秘，其實(shí)可以換一種思路來看內(nèi)核，相信上層應(yīng)用開發(fā)者最熟悉的就是各種 API，工作中可以說就是和 API 打交道，對于內(nèi)核也可以想象是各種 API，只不過是內(nèi)核態(tài)的 API。這里設(shè)備文件就是根據(jù)各種內(nèi)核態(tài)的 API 來調(diào)用設(shè)備樹里的板級信息：
struct device_node *of_find_node_by_phandle(phandle handle);
struct device_node *of_get_parent(const struct device_node_ *node);
of_get_child_count()
of_property_read_u32_array()
of_property_read_u64()
of_property_read_string()
of_property_read_string_array()
of_property_read_bool()
具體的用法這里不做進(jìn)一步的解釋，大家可以查詢資料或者看官網(wǎng)解釋。
這里對設(shè)備樹做個總結(jié)，設(shè)備樹可以總結(jié)為三大作用：一是平臺標(biāo)識，所謂平臺標(biāo)識就是板級識別，讓內(nèi)核知道當(dāng)前使用的是哪個開發(fā)板，這里識別的方式是根據(jù) root 節(jié)點(diǎn)下的 compatible 字段來匹配。二是運(yùn)行時配置，就是在內(nèi)核啟動的時候 ramdisk 的配置，比如 bootargs 的配置，ramdisk 的起始和結(jié)束地址。三是設(shè)備信息集合，這也是最重要的信息，集合了各種設(shè)備控制器，接下來的實(shí)踐課會對這一作用重點(diǎn)應(yīng)用。這里有張圖對大家理解設(shè)備樹作用有一定的幫助：
Linux 設(shè)備和驅(qū)動的相遇
一個開發(fā)板
上面的最后我們講到設(shè)備樹的三大作用，其最后一個作用也是最重要的作用：設(shè)備信息集合。這一節(jié)結(jié)合設(shè)備信息集合的詳細(xì)講解來認(rèn)識一下設(shè)備和驅(qū)動是如何綁定的。所謂設(shè)備信息集合，就是根據(jù)不同的外設(shè)尋找各自的外設(shè)信息，我們知道一個完整的開發(fā)板有 CPU 和各種控制器（如 I2C 控制器、SPI 控制器、DMA 控制器等），CPU 和控制器可以統(tǒng)稱為 SOC，除此之外還有各種外設(shè) IP，如 LCD、HDMI、SD、CAMERA 等，如下圖：
我們看到一個開發(fā)板有很多的設(shè)備，這些設(shè)備是如何一層一層展開的呢？設(shè)備和驅(qū)動又是如何綁定的呢？我們帶著這些疑問進(jìn)入本節(jié)的主題。
各級設(shè)備的展開
內(nèi)核啟動的時候是一層一層展開地去尋找設(shè)備，設(shè)備樹之所以叫設(shè)備樹也是因?yàn)樵O(shè)備在內(nèi)核中的結(jié)構(gòu)就像樹一樣，從根部一層一層的向外展開，為了更形象的理解來看一張圖：
大的圓圈中就是我們常說的 soc，里面包括 CPU 和各種控制器 A、B、I2C、SPI，soc 外面接了外設(shè) E 和 F。IP 外設(shè)有具體的總線，如 I2C 總線、SPI 總線，對應(yīng)的 I2C 設(shè)備和 SPI 設(shè)備就掛在各自的總線上，但是在 soc 內(nèi)部只有系統(tǒng)總線，是沒有具體總線的。
第一節(jié)中講了總線、設(shè)備和驅(qū)動模型的原理，即任何驅(qū)動都是通過對應(yīng)的總線和設(shè)備發(fā)生聯(lián)系的，故雖然 soc 內(nèi)部沒有具體的總線，但是內(nèi)核通過 platform 這條虛擬總線，把控制器一個一個找到，一樣遵循了內(nèi)核高內(nèi)聚、低耦合的設(shè)計(jì)理念。下面我們按照 platform 設(shè)備、i2c 設(shè)備、spi 設(shè)備的順序探究設(shè)備是如何一層一層展開的。
1.展開 platform 設(shè)備
上圖中可以看到紅色字體標(biāo)注的 simple-bus，這些就是連接各類控制器的總線，在內(nèi)核里即為 platform 總線，掛載的設(shè)備為 platform 設(shè)備。下面看下 platform 設(shè)備是如何展開的。
還記得上一節(jié)講到在內(nèi)核初始化的時候有一個叫做 init_machine() 的回調(diào)函數(shù)嗎？如果你在板級文件里注冊了這個函數(shù)，那么在系統(tǒng)啟動的時候這個函數(shù)會被調(diào)用，如果沒有定義，則會通過調(diào)用 of_platform_populate() 來展開掛在“simple-bus”下的設(shè)備，如圖（分別位于 kernel/arch/arm/kernel/setup.c，kernel/drivers/of/platform.c）：
這樣就把 simple-bus 下面的節(jié)點(diǎn)一個一個的展開為 platform 設(shè)備。
2.展開 i2c 設(shè)備
有經(jīng)驗(yàn)的小伙伴知道在寫 i2c 控制器的時候肯定會調(diào)用 i2c_register_adapter() 函數(shù)，該函數(shù)的實(shí)現(xiàn)如下（kernel/drivers/i2c/i2c-core.c）：
注冊函數(shù)的最后有一個函數(shù) of_i2c_register_devices(adap)，實(shí)現(xiàn)如下：
of_i2c_register_devices()函數(shù)中會遍歷控制器下的節(jié)點(diǎn)，然后通過of_i2c_register_device()函數(shù)把 i2c 控制器下的設(shè)備注冊進(jìn)去。
3.展開 spi 設(shè)備
spi 設(shè)備的注冊和 i2c 設(shè)備一樣，在 spi 控制器下遍歷 spi 節(jié)點(diǎn)下的設(shè)備，然后通過相應(yīng)的注冊函數(shù)進(jìn)行注冊，只是和 i2c 注冊的 api 接口不一樣，下面看一下具體的代碼（kernel/drivers/spi/spi.c)：
當(dāng)通過 spi_register_master 注冊 spi 控制器的時候會通過 of_register_spi_devices 來遍歷 spi 總線下的設(shè)備，從而注冊。這樣就完成了 spi 設(shè)備的注冊。
各級設(shè)備的展開
學(xué)到這里相信應(yīng)該了解設(shè)備的硬件信息是從設(shè)備樹里獲取的，如寄存器地址、中斷號、時鐘等等。接下來我們一起看下這些信息在設(shè)備樹里是怎么記錄的，為下一節(jié)動手定制開發(fā)板做好準(zhǔn)備。
1.reg 寄存器
我們先看設(shè)備樹里的 soc 描述信息，紅色標(biāo)注的代表著寄存器地址用幾個數(shù)據(jù)量來表述，綠色標(biāo)注的代表著寄存器空間大小用幾個數(shù)據(jù)量來表述。圖中的含義是中斷控制器的基地址是 0xfec00000，空間大小是 0x1000。如果 address-cells 的值是 2 的話表示需要兩個數(shù)量級來表示基地址，比如寄存器是 64 位的話就需要兩個數(shù)量級來表示，每個代表著 32 位的數(shù)。
2.ranges 取值范圍
ranges 代表了 local 地址向 parent 地址的轉(zhuǎn)換，如果 ranges 為空的話代表著與 cpu 是 1:1 的映射關(guān)系，如果沒有 range 的話表示不是內(nèi)存區(qū)域。
動手定制一個開發(fā)板案例
前面通過學(xué)習(xí)總線、設(shè)備、驅(qū)動模型知識后，知道了設(shè)備和驅(qū)動之間都是通過總線進(jìn)行綁定而匹配的；然后通過設(shè)備樹的深入探究，知道了設(shè)備樹的出現(xiàn)大大增加了驅(qū)動的通用性；接著我們一起看了 Linux 的啟動流程和設(shè)備在內(nèi)核里一層一層的展開。
通過前面的課程學(xué)習(xí)，相信內(nèi)核初學(xué)者對內(nèi)核和驅(qū)動有了一個大概的感性認(rèn)識，有內(nèi)核經(jīng)驗(yàn)的小伙伴相信也有了系統(tǒng)化的梳理。都說“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，為了檢驗(yàn)前面的理論性，更為了加深理解，這里我們手把手一起從設(shè)備樹入手，模擬一個電路板，上面有中斷控制器、GPIO 控制器、I2C 控制器、SPI 控制器、以太網(wǎng)控制器等，并根據(jù)這個電路板從頭到尾構(gòu)建一個 DTS 文件，使內(nèi)核支持我們自己定制的開發(fā)板。
添加一個新的 SOC
我們假設(shè) csdn 是一家芯片廠商，研發(fā)了一塊叫做 gitchat 的芯片，對應(yīng)的開發(fā)板叫做 evb。需要做什么工作才能定制一套開發(fā)板并且使 Linux 支持我們這塊電路板呢？
首先我們在 arch/arm 目錄下創(chuàng)建一個 mach-gitchat 的目錄，然后創(chuàng)建 arch/arm/machgitchat/Kconfig，Makefile，common.c。
其中，Kconfig 里做了一個叫 ARCH_GITCHAT 的假芯片，common.c 是對應(yīng)的驅(qū)動，Makefile 里對這個驅(qū)動做了編譯。我們來簡單的看一下這個驅(qū)動
就像前幾節(jié)課講的那樣，我們是通過 DT_MACHINE_START 來定義一個電路板的，里面有很多回調(diào)函數(shù)，這里簡單的寫了 init_late 和 dt_compat，其中 dt_compat 會根據(jù)設(shè)備樹里的字段進(jìn)行匹配，如果字段一致就說明匹配正確，這里的字段是“csdn, gitchat”。
3.展開 spi 設(shè)備
spi 設(shè)備的注冊和 i2c 設(shè)備一樣，在 spi 控制器下遍歷 spi 節(jié)點(diǎn)下的設(shè)備，然后通過相應(yīng)的注冊函數(shù)進(jìn)行注冊，只是和 i2c 注冊的 api 接口不一樣，下面看一下具體的代碼（kernel/drivers/spi/spi.c)：
當(dāng)通過 spi_register_master 注冊 spi 控制器的時候會通過 of_register_spi_devices 來遍歷 spi 總線下的設(shè)備，從而注冊。這樣就完成了 spi 設(shè)備的注冊。
各級設(shè)備的展開
學(xué)到這里相信應(yīng)該了解設(shè)備的硬件信息是從設(shè)備樹里獲取的，如寄存器地址、中斷號、時鐘等等。接下來我們一起看下這些信息在設(shè)備樹里是怎么記錄的，為下一節(jié)動手定制開發(fā)板做好準(zhǔn)備。
1.reg 寄存器
我們先看設(shè)備樹里的 soc 描述信息，紅色標(biāo)注的代表著寄存器地址用幾個數(shù)據(jù)量來表述，綠色標(biāo)注的代表著寄存器空間大小用幾個數(shù)據(jù)量來表述。圖中的含義是中斷控制器的基地址是 0xfec00000，空間大小是 0x1000。如果 address-cells 的值是 2 的話表示需要兩個數(shù)量級來表示基地址，比如寄存器是 64 位的話就需要兩個數(shù)量級來表示，每個代表著 32 位的數(shù)。
2.ranges 取值范圍
ranges 代表了 local 地址向 parent 地址的轉(zhuǎn)換，如果 ranges 為空的話代表著與 cpu 是 1:1 的映射關(guān)系，如果沒有 range 的話表示不是內(nèi)存區(qū)域。
動手定制一個開發(fā)板案例
前面通過學(xué)習(xí)總線、設(shè)備、驅(qū)動模型知識后，知道了設(shè)備和驅(qū)動之間都是通過總線進(jìn)行綁定而匹配的；然后通過設(shè)備樹的深入探究，知道了設(shè)備樹的出現(xiàn)大大增加了驅(qū)動的通用性；接著我們一起看了 Linux 的啟動流程和設(shè)備在內(nèi)核里一層一層的展開。
通過前面的課程學(xué)習(xí)，相信內(nèi)核初學(xué)者對內(nèi)核和驅(qū)動有了一個大概的感性認(rèn)識，有內(nèi)核經(jīng)驗(yàn)的小伙伴相信也有了系統(tǒng)化的梳理。都說“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，為了檢驗(yàn)前面的理論性，更為了加深理解，這里我們手把手一起從設(shè)備樹入手，模擬一個電路板，上面有中斷控制器、GPIO 控制器、I2C 控制器、SPI 控制器、以太網(wǎng)控制器等，并根據(jù)這個電路板從頭到尾構(gòu)建一個 DTS 文件，使內(nèi)核支持我們自己定制的開發(fā)板。
添加一個新的 SOC
我們假設(shè) csdn 是一家芯片廠商，研發(fā)了一塊叫做 gitchat 的芯片，對應(yīng)的開發(fā)板叫做 evb。需要做什么工作才能定制一套開發(fā)板并且使 Linux 支持我們這塊電路板呢？
首先我們在 arch/arm 目錄下創(chuàng)建一個 mach-gitchat 的目錄，然后創(chuàng)建 arch/arm/machgitchat/Kconfig，Makefile，common.c。
其中，Kconfig 里做了一個叫 ARCH_GITCHAT 的假芯片，common.c 是對應(yīng)的驅(qū)動，Makefile 里對這個驅(qū)動做了編譯。我們來簡單的看一下這個驅(qū)動
就像前幾節(jié)課講的那樣，我們是通過 DT_MACHINE_START 來定義一個電路板的，里面有很多回調(diào)函數(shù)，這里簡單的寫了 init_late 和 dt_compat，其中 dt_compat 會根據(jù)設(shè)備樹里的字段進(jìn)行匹配，如果字段一致就說明匹配正確，這里的字段是“csdn, gitchat”。
添加對應(yīng)的 DTS
現(xiàn)在已經(jīng)在 Linux 里添加了我們定義的 soc，接下來需要添加 soc 對應(yīng)的設(shè)備樹，即具體的板級文件信息。
在 arch/arm/boot/dts 下創(chuàng)建 csdn-gitchat.dtsi 和 csdn-gitchat-evb.dts。csdn-gitchat.dtsi 是對芯片的描述，csdn-gitchat-evb.dts 是針對這個芯片的 evb 板子描述，其內(nèi)容分別如下：
由于篇幅限制，這里我們只寫了部分代碼。
DTS 的編譯
在 arch/arm/boot/dts/Makefile 里添加我們的板子：
剛剛平臺目錄下我們已經(jīng)對 MACH_GITCHAT 進(jìn)行了定義，這里就會把設(shè)備樹編譯成 dtb 文件。我們也可以通過命令手動來編譯生成 csdn-gitchat-evb.dtb 文件：
$ dtc -I dts -O dtb csdn-gitchat-evb.dts -o csdn-gitchat-evb.dtb
至此，一個自己定制的開發(fā)板就已經(jīng)搞定，這里虛擬了一個開發(fā)板，如果定制一個真實(shí)的電路板的話需要根據(jù)芯片手冊把設(shè)備樹里的信息完善起來。但是通過這個系列學(xué)習(xí)完全可以理解從零是如何定制一個開發(fā)板的。
