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Device Tree（三）：代码分析

作者：linuxer 发布于：2014-6-6 16:03 分类：统一设备模型

Device Tree总共有三篇，分别是：

1、为何要引入Device Tree，这个机制是用来解决什么问题的？（请参考引入Device Tree的原因）

2、Device Tree的基础概念（请参考DT基础概念）

3、ARM linux中和Device Tree相关的代码分析（这是本文的主题）

本文主要内容是：以Device Tree相关的数据流分析为索引，对ARM linux kernel的代码进行解析。主要的数据流包括：

1、初始化流程。也就是扫描dtb并将其转换成Device Tree Structure。

2、传递运行时参数传递以及platform的识别流程分析

3、如何将Device Tree Structure并入linux kernel的设备驱动模型。

注：本文中的linux kernel使用的是3.14版本。

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标签: 设备树

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Device Tree（二）：基本概念

作者：linuxer 发布于：2014-5-30 16:47 分类：统一设备模型

一些背景知识（例如：为何要引入Device Tree，这个机制是用来解决什么问题的）请参考引入Device Tree的原因，本文主要是介绍Device Tree的基础概念。

简 单的说，如果要使用Device Tree，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Device Tree source file。通过DTC（Device Tree Compiler），可以将这些适合人类阅读的Device Tree source file变成适合机器处理的Device Tree binary file（有一个更好听的名字，DTB，device tree blob）。在系统启动的时候，boot program（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，或者firmware可以探测到device的信 息，组织成DTB保存在内存中），并把DTB的起始地址传递给client program（例如OS kernel，bootloader或者其他特殊功能的程序）。对于计算机系统（computer system），一般是firmware->bootloader->OS，对于嵌入式系统，一般是bootloader->OS。

本文主要描述下面两个主题：

1、Device Tree source file语法介绍

2、Device Tree binaryfile格式介绍

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标签: Device tree

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Linux电源管理(4)_Power Management Interface

作者：wowo 发布于：2014-5-29 15:55 分类：电源管理子系统

Linux电源管理中，相当多的部分是在处理Hibernate、Suspend、Runtime PM等功能。而这些功能都基于一套相似的逻辑，即“Power management interface”。该Interface的代码实现于“include/linux/pm.h”、“drivers/base/power/main.c”等文件中。主要功能是：对下，定义Device PM相关的回调函数，让各个Driver实现；对上，实现统一的PM操作函数，供PM核心逻辑调用。

因此在对Hibernate、Suspend、Runtime PM等功能解析之前，有必要先熟悉一下PM Interface，这就是本文的主要目的。

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标签: Linux PM 电源管理 dev_pm_ops dpm

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Device Tree（一）：背景介绍

作者：linuxer 发布于：2014-5-22 16:46 分类：统一设备模型

作为一个多年耕耘在linux 2.6.23内核的开发者，各个不同项目中各种不同周边外设驱动的开发以及各种琐碎的、扯皮的俗务占据了大部分的时间。当有机会下载3.14的内核并准备 学习的时候，突然发现linux kernel对于我似乎变得非常的陌生了，各种新的机制，各种framework、各种新的概念让我感到阅读内核代码变得举步维艰。 还好，剖析内核的热情还在，剩下的就交给时间的。首先进入视线的是Device Tree机制，这是和porting内核非常相关的机制，如果想让将我们的硬件平台迁移到高版本的内核上，Device Tree是一个必须要扫清的障碍。

我想从下面三个方面来了解Device Tree：

1、为何要引入Device Tree，这个机制是用来解决什么问题的？（这是本文的主题）

2、Device Tree的基础概念（请参考DT基础概念）

3、ARM linux中和Device Tree相关的代码分析（请参考DT代码分析）

阅 读linux内核代码就像欣赏冰山，有看得到的美景（各种内核机制及其代码），也有埋在水面之下看不到的基础（机制背后的源由和目的）。沉醉于各种内核机 制的代码固然有无限乐趣，但更重要的是注入更多的思考，思考其背后的机理，真正理解软件抽象。这样才能举一反三，并应用在具体的工作和生活中。

本文主要从下面几个方面阐述为何ARM linux会引入Device Tree：

1、没有Device Tree的ARM linux是如何运转的？

2、混乱的ARM architecture代码和存在的问题

3、新内核的解决之道

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标签: Device tree

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Linux电源管理(3)_Generic PM之Reboot过程

作者：wowo 发布于：2014-5-19 15:44 分类：电源管理子系统

在使用计算机的过程中，关机和重启是最先学会的两个操作。同样，这两个操作在Linux中也存在，称作shutdown和restart。这就是本文要描述的对象。

在Linux Kernel中，主流的shutdown和restart都是通过“reboot”系统调用（具体可参考kernel/sys.c）来实现的，这也是本文使用“Generic PM之Reboot过程”作为标题的原因。另外，除了我们常用的shutdown和restart两类操作之外，该系统调用也提供了其它的reboot方式，也会在这里一一说明。

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标签: Linux PM 电源管理 reboot power_off

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Linux电源管理(2)_Generic PM之基本概念和软件架构

作者：wowo 发布于：2014-5-13 19:24 分类：电源管理子系统

这里的Generic PM，是蜗蜗自己起的名字，指Linux系统中那些常规的电源管理手段，包括关机（Power off）、待机（Standby or Hibernate）、重启（Reboot）等。这些手段是在嵌入式Linux普及之前的PC或者服务器时代使用的。在那个计算机科学的蛮荒时代，人类在摩尔定律的刺激下，孜孜追求的是计算机的计算能力、处理性能，因此并不特别关心Power消耗。

在这种背景下发展出来的Linux电源管理机制，都是粗放的、静态的、被动的，具体请参考下面的介绍。

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标签: Linux PM suspend hibernate sleep

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Linux电源管理(1)_整体架构

作者：wowo 发布于：2014-5-7 19:21 分类：电源管理子系统

在这个世界中，任何系统的运转都需要能量。如树木依靠光能生长，如马儿依靠食物奔跑，如计算机系统依靠电能运行。而能量的获取是有成本的，因此如果能在保证系统运转的基础上，尽量节省对能量的消耗，就会大大提升该系统的生存竞争力。这方面，大自然已经做的很好了，如植物的落叶，如动物的冬眠，等等。而在计算机的世界里（这里以运行Linux OS的嵌入式系统为例），称作电源管理（Power Management）。

通俗的讲，电源管理就是：“想让马儿跑，不想马吃草”。不过，从能量守恒的角度，想让马儿跑多快、跑多久，就一定要让它吃相应数量的草。那么我们就退而求其次：“只在需要马儿跑时，才让它吃草”。这就是电源管理的核心思想。那方法呢？

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标签: Kernel management PM Power Architecture

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Process Creation（二）

作者：linuxer 发布于：2014-4-28 15:40 分类：进程管理

本文是Process Creation（一）的延续，主要内容包括：

1、进程描述符中Realtime Mutex相关数据结构的初始化

2、子进程如何复制父进程的credentials

3、per-task delay accounting的处理

4、子进程如何复制父进程的flag

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标签: process management do_fork

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Linux设备模型(8)_platform设备

作者：wowo 发布于：2014-4-28 10:24 分类：统一设备模型

在Linux设备模型的抽象中，存在着一类称作“Platform Device”的设备，内核是这样描述它们的（Documentation/driver-model/platform.txt）：

Platform devices are devices that typically appear as autonomous entities in the system. This includes legacy port-based devices and host bridges to peripheral buses, and most controllers integrated into system-on-chip platforms.  What they usually have in common is direct addressing from a CPU bus.  Rarely, a platform_device will be connected through a segment of some other kind of bus; but its registers will still be directly addressable.

概括来说，Platform设备包括：基于端口的设备（已不推荐使用，保留下来只为兼容旧设备，legacy）；连接物理总线的桥设备；集成在SOC平台上面的控制器；连接在其它bus上的设备（很少见）。等等。

这些设备有一个基本的特征：可以通过CPU bus直接寻址（例如在嵌入式系统常见的“寄存器”）。因此，由于这个共性，内核在设备模型的基础上（device和device_driver），对这些设备进行了更进一步的封装，抽象出paltform bus、platform device和platform driver，以便驱动开发人员可以方便的开发这类设备的驱动。

可以说，paltform设备对Linux驱动工程师是非常重要的，因为我们编写的大多数设备驱动，都是为了驱动plaftom设备。本文我们就来看看Platform设备在内核中的实现。

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标签: Linux Kernel 设备模型 platform设备

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Linux设备模型(7)_Class

作者：wowo 发布于：2014-4-23 15:17 分类：统一设备模型

在设备模型中，Bus、Device、Device driver等等，都比较好理解，因为它们对应了实实在在的东西，所有的逻辑都是围绕着这些实体展开的。而本文所要描述的Class就有些不同了，因为它是虚拟出来的，只是为了抽象设备的共性。

举个例子，一些年龄相仿、需要获取的知识相似的人，聚在一起学习，就构成了一个班级（Class）。这个班级可以有自己的名称（如295），但如果离开构成它的学生（device），它就没有任何存在意义。另外，班级存在的最大意义是什么呢？是由老师讲授的每一个课程！因为老师只需要讲一遍，一个班的学生都可以听到。不然的话（例如每个学生都在家学习），就要为每人请一个老师，讲授一遍。而讲的内容，大多是一样的，这就是极大的浪费。

设备模型中的Class所提供的功能也一样了，例如一些相似的device（学生），需要向用户空间提供相似的接口（课程），如果每个设备的驱动都实现一遍的话，就会导致内核有大量的冗余代码，这就是极大的浪费。所以，Class说了，我帮你们实现吧，你们会用就行了。

这就是设备模型中Class的功能，再结合内核的注释：A class is a higher-level view of a device that abstracts out low-level implementation details(include/linux/device.h line326)，就容易理解了。

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标签: Linux Kernel 内核 设备模型 class

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