compatible 属性引用举例

原创于 2025-06-16 15:13:13 发布 · 970 阅读

29 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#单片机 #嵌入式硬件

c++ubuntu开发专栏收录该内容

396 篇文章

订阅专栏

以下是设备树（Device Tree）中 compatible 属性的具体引用举例，涵盖不同硬件场景和驱动匹配逻辑：

1. 基础示例：PWM 控制器

设备树节点（.dts 文件）：

pwm@020c0000 {
    compatible = "fsl,imx6q-pwm", "brcm,bcm2835-pwm";
    reg = <0x020c0000 0x4000>;
    #pwm-cells = <2>;
};

驱动代码匹配逻辑：

// drivers/pwm/pwm-imx.c
static const struct of_device_id pwm_of_match[] = {
    { .compatible = "fsl,imx6q-pwm" }, // 优先匹配此驱动
    { .compatible = "brcm,bcm2835-pwm" }, // 备选兼容驱动
    { /* sentinel */ }
};


// 若设备树中 compatible 顺序为 "brcm,bcm2835-pwm", "fsl,imx6q-pwm"
// 则内核会优先尝试加载 bcm2835-pwm 驱动

2. 多兼容字符串：I2C 设备

设备树节点：

i2c@7e204000 {
    compatible = "brcm,bcm2835-i2c", "simple-bus";
    reg = <0x7e204000 0x1000>;
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
};

驱动匹配逻辑：

内核优先尝试 brcm,bcm2835-i2c 驱动（如 Raspberry Pi 的 I2C 控制器）。
若未找到专用驱动，则回退到通用 simple-bus 驱动（用于总线设备枚举）。

3. SoC 级别兼容性

设备树根节点：

/ {
    compatible = "raspberrypi,3-model-b", "brcm,bcm2837";
    model = "Raspberry Pi 3 Model B Rev 1.2";
    // ...
};

作用：

raspberrypi,3-model-b：特定开发板的兼容标识，用于加载板级驱动（如 GPIO 引脚复用）。
brcm,bcm2837：SoC 级别标识，用于加载芯片通用驱动（如时钟、中断控制器）。

4. 驱动代码中的匹配表

驱动示例（of_match_table）：

// drivers/leds/leds-gpio.c
static const struct of_device_id gpio_leds_of_match[] = {
    { .compatible = "gpio-leds" }, // 通用 GPIO LED 驱动
    { .compatible = "raspberrypi,gpio-leds" }, // 树莓派定制驱动
    { /* sentinel */ }
};


// 若设备树中 compatible 为 "raspberrypi,gpio-leds"，则加载定制驱动
// 否则回退到通用 "gpio-leds" 驱动

5. 兼容性扩展：屏幕控制器

设备树节点：

lcdc@021c0000 {
    compatible = "fsl,imx6q-lcdif", "simple-panel";
    reg = <0x021c0000 0x4000>;
    // ...
};

驱动逻辑：

优先尝试 fsl,imx6q-lcdif（NXP i.MX6Q 的 LCD 控制器驱动）。
若未找到，则尝试 simple-panel（通用面板驱动，仅支持基础功能）。

6. 验证兼容性匹配

步骤 1：编译设备树

dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts

步骤 2：查看内核解析结果

cat /proc/device-tree/pwm@020c0000/compatible
# 输出应为：fsl,imx6q-pwm\0brcm,bcm2835-pwm\0

步骤 3：检查驱动加载日志

[ 1.234567] pwm-imx: probe of pwm@020c0000 failed with error -22
# 错误示例：若驱动未匹配，检查 compatible 字符串是否与驱动中的 of_match_table 一致

关键规则总结

优先级顺序：设备树中的 compatible 字符串按从左到右顺序匹配，驱动代码中的 of_match_table 同理。
唯一性：厂商缩写（如 fsl, brcm）需唯一，设备型号需明确（如 imx6q-pwm）。
回退机制：通过追加通用字符串（如 simple-bus）实现驱动兼容性降级。

通过合理设计 compatible 属性，可确保硬件与驱动的精准匹配，同时提高代码复用性。

1.内核在匹配驱动和设备的过程中，compatible 属性发生的作用举例，最好有具体的代码

在 Linux 内核中，compatible 属性是驱动与设备匹配的核心纽带。以下通过具体代码示例和内核源码分析，完整展示其作用机制：

1. 设备树节点定义（`.dts` 文件）

// arch/arm/boot/dts/imx6q-sabresd.dts
pwm@020c0000 {
    compatible = "fsl,imx6q-pwm"; // 唯一匹配标识
    reg = <0x020c0000 0x4000>;
    #pwm-cells = <2>; // 定义 PWM 通道参数格式
};

2. 驱动代码中的 `of_device_id` 匹配表

// drivers/pwm/pwm-imx.c
#include <linux/of.h>


static const struct of_device_id pwm_of_match[] = {
    { .compatible = "fsl,imx6q-pwm" }, // 精确匹配此字符串
    { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, pwm_of_match);


// PWM 驱动结构体
static struct platform_driver imx_pwm_driver = {
    .driver = {
        .name = "imx-pwm",
        .of_match_table = pwm_of_match, // 绑定匹配表
    },
    .probe = imx_pwm_probe,
    .remove = imx_pwm_remove,
};

3. 内核匹配流程详解

步骤 1：设备树解析

内核启动时，dtc 编译器将 .dts 转换为二进制设备树（.dtb）。
解析到 pwm@020c0000 节点时，提取 compatible = "fsl,imx6q-pwm"。

步骤 2：驱动注册

驱动通过 platform_driver_register(&imx_pwm_driver) 注册自身。
内核将驱动的 of_match_table 存入全局链表。

步骤 3：设备-驱动匹配

内核遍历所有注册的驱动，调用 of_match_device() 函数：

// lib/of_platform.c
const struct of_device_id *of_match_device(const struct of_device_id *matches,
const struct device *dev)
{
    // 从设备树节点获取 compatible 字符串
    const char *compat = of_get_property(dev->of_node, "compatible", NULL);
    if (!compat)
        return NULL;


    // 遍历驱动的 of_match_table
    while (matches->compatible[0]) {
        if (of_device_is_compatible(dev->of_node, matches->compatible))
        return matches;
        matches++;
    }
    return NULL;
}

of_device_is_compatible() 会逐字符比较设备树的 compatible 字符串与驱动匹配表中的条目。
若完全匹配（如 fsl,imx6q-pwm），则返回对应的 of_device_id 条目。

步骤 4：驱动绑定

匹配成功后，内核调用驱动的 probe 函数（如 imx_pwm_probe），完成硬件初始化。

4. 关键代码路径追踪

设备树解析：
- dtb 加载：arch/arm/kernel/devtree.c::unflatten_device_tree()
- 提取 compatible：lib/of.c::of_get_property()
驱动匹配：
- 入口函数：drivers/base/platform.c::platform_match()
- 匹配逻辑：lib/of_platform.c::of_match_device()
驱动绑定：
- probe 调用：drivers/base/dd.c::driver_probe_device()

5. 调试技巧

查看驱动匹配日志：
```
[ 1.234567] pwm-imx: probe of pwm@020c0000 failed with error -22
```
- -22 表示 EINVAL，通常因 compatible 字符串不匹配或硬件地址错误。

手动验证匹配：

# 查看内核解析后的设备树
cat /proc/device-tree/pwm@020c0000/compatible
# 输出应为：fsl,imx6q-pwm


# 检查驱动是否注册
lsmod | grep pwm_imx

6. 扩展场景：多兼容字符串

若设备树节点定义多个 compatible 字符串：

compatible = "fsl,imx6q-pwm", "brcm,bcm2835-pwm";

内核会按顺序尝试匹配驱动中的 of_match_table。
若驱动 A 匹配 fsl,imx6q-pwm，驱动 B 匹配 brcm,bcm2835-pwm，则优先加载驱动 A。

通过上述代码和流程分析可见，compatible 属性是驱动与设备通信的“密码”，内核通过严格的字符串匹配确保硬件被正确初始化。理解此机制对嵌入式开发、驱动调试至关重要。

7.关系分析

2.设备树的 compatible 属性

在 Linux 设备树（Device Tree）中，compatible 属性是驱动与硬件匹配的核心标识，用于将硬件描述与内核驱动绑定。以下是详细解释：

1. 语法与结构

格式：

compatible = "厂商缩写,设备型号", "通用兼容字符串";

示例：

compatible = "fsl,imx6q-pwm", "brcm,bcm2835-pwm";

规则：
- 厂商缩写：通常为大写（如 fsl 代表 Freescale/NXP，brcm 代表 Broadcom）。
- 设备型号：唯一标识硬件（如 imx6q-pwm 表示 i.MX6Q 的 PWM 控制器）。
- 兼容字符串：可包含多个值，按优先级排序（内核会尝试从左到右匹配驱动）。

2. 核心作用

驱动匹配：
内核通过 compatible 字符串匹配设备树节点与驱动。驱动代码中通过 of_match_table 定义支持的字符串列表：
```
static const struct of_device_id pwm_of_match[] = {
    { .compatible = "fsl,imx6q-pwm" },
    { .compatible = "brcm,bcm2835-pwm" },
    { /* sentinel */ }
};
```
兼容性扩展：
如果硬件与现有驱动兼容但型号不同，可通过追加通用字符串（如 "simple-pwm"）实现复用。

3. 实际应用场景

新增硬件支持：
当开发新硬件时，需为设备树节点定义唯一的 compatible 字符串，并确保驱动代码中包含该字符串的匹配项。
驱动调试：
若驱动未加载，可通过内核日志（dmesg）检查匹配过程：
```
[ 1.234567] pwm-imx: probe of pwm@020c0000 failed with error -22
```
此处 -22 表示 EINVAL（无效参数），可能因 compatible 字符串不匹配或硬件地址错误。

4. 最佳实践

唯一性：
避免重复使用其他厂商的 compatible 字符串，防止驱动冲突。
版本控制：
若硬件有修订版本，可在字符串中追加版本号（如 "fsl,imx6q-pwm-v2"）。
文档参考：
查阅芯片厂商的文档（如 NXP 的 i.MX 参考手册）获取官方推荐的 compatible 名称。

5. 工具验证

编译检查：
使用设备树编译器（dtc）编译 .dts 文件，检查语法错误：
```
dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts
```
运行时验证：
通过 /proc/device-tree/ 查看内核解析后的设备树：
```
cat /proc/device-tree/pwm@020c0000/compatible
```
输出应为：
```
fsl,imx6q-pwm\0brcm,bcm2835-pwm\0
```