device tree的搭建过程[转载]--驱动开发网tiamo

bini

来自驱动开发网 tiamo: http://bbs.driverdevelop.com/htm_data/87/0407/72674.html

6 \7 A/ Y4 Z* F$ Y( K' F大家都应该知道
windows下面的驱动模型是分层的.大家构成一个树状结构.
那你知道这个结构是怎么搭建起来的么?
2 _. g' r1 p2 A8 C, z你会说是一个一个设备枚举出来的,
0 H5 T/ }* l% ]" V! @3 h; P: W. A4 p那你又能说说具体是怎么枚举出来的么?系统是怎么知道有一个设备存在的?系统又是怎么知道这个设备需要什么样子的资源?
3 p- b. }3 a! J你也许会说这个是由bus driver来完成的,说得没错
但是你知道bus driver是怎么完成得么?
. O+ }% ~; ?$ M( q4 c3 N也许你会说是跟每个bus相关的,确实也是这样
但是你能说出你自己正在使用的计算机里面的那个device tree是怎么出来的么?pci总线是怎么完成设备枚举的?
  N3 z( I9 g& |8 m- I5 E7 j/ M, k
如果你能回答上面的这些问题,那到次打住,放松心情,有兴趣的话就继续看看,指导指导小弟我,看看下面的这些文字有什么错误没有..在下不盛感激.

如果你还对这些东西基本不了解,那也不用往下看了.
/ |% _  Y% Z& |# X% E
% u4 o1 d6 j+ V) a如果你对这个有一些模模糊糊的认识,又想知道具体是怎么回事情,那看下去吧,我的文字就是为你准备的,跟我共同进步吧..
% i! P8 H5 A4 [3 W) q; e) b, x0 p8 }
; v; i' ?& ^1 {, Y" \8 q废话这么多...正题开始...

; O  I! b* L6 p, c首先,我觉得只是看文字是没有太大用的,你应该放一个softice, device tree在手边,一般看文章一般动手看看自己的系统,加深理解,还有一个要推荐的东西就是intel作了带源代码的asl编译器,到google上或者到intel网站上一搜索就出来了.不是要用它的asl编译器,而是要用它里面附带的一个aml反编译工具.当然如果你有你主板bios的源代码,这个工具就不需要了.附带的说一句,它的源代码有些小bug,有一点程序设计能力加上对windows注册表有一定了解的人就能轻松搞定,这个就靠你自己搞定了.
5 y. E- I4 r, `0 C" N# z4 `
先打开device tree看看你自己计算机上面的那个tree是个什么样子的.注意,是切换到pnp view的状态,不是driver view的状态

' U- ?; H9 u, P' P  }6 }在最上面呢.是一个标记有enum的一个device,它属于pnpmanager这个driver,看看windows的源代码就知道这个driver是ntoskrnl在启动的时候创建的一个buildin driver.它呢..有好多的pdo附加到上面,这些pdo就是它所枚举出来的pdo.

, I- r$ _, N: i% B& e- Q( i首先你要知道的就是这些pdo是怎么来的?其实他们是从注册表里面读出来的,这个部分有源代码的.他们都是通过读取
LOCAL|MACHINE_SYSTEM|CurrentControlSet|Enum|Root|下面的key来一一生成的,这些pdo叫做madeup pdo,那这些key又是怎么来的呢?这些key是你在安装driver的时候就写到注册表里面的.

- A; x$ z' g' }  a这些pdo呢.你会看到有些并没有attach一个fdo,有些却有fdo.这个区别在什么地方呢.仔细看看就会发现那些没有attach fdo的key下面都有一个叫Legacy的设置成1的value.你也许要问这个lagacy是怎么来的?这个是在安装的时候生成的,它表示这个驱动是一个nt式的或者是一个filter
) L+ ?3 S2 ^4 G
这些东西留给你慢慢研究了,我们看今天的主角,最上面的那个叫device|0000001的pdo,有一个fdo attach到上面,它是整个pnp系统的root fdo,它属于driver ACPI_HAL,这个driver也是一个buildin driver,它是由hal.dll创建的,这个driver具体是起的什么作用,是不是不管使用不使用acpi都会存在的呢?这些问题因为我也只有这一个电脑没有办法试,就不知道了.

, Q8 h3 d, s* _) q! v: I这个fdo有枚举出了一个pdo,这个pdo的device id 是PNP0C08这个id表示了acpi本身(可查看acpi的specification),这个pdo还占用了一个中断资源,它是SCI中断线,这个数据的获取是通过acpi的fadt完成的.略过这个步骤继续下去.

新枚举出来的pdo,attach到上面的fdo来自acpi驱动,这个fdo其实不仅仅是一个fdo,有很多本来该它下面的pdo完成的功能都由它来完成了,所以,它也算是一个pdo.
8 p4 K3 Z) ~/ r  k: K& M
好,进入今天的关键部分了,fdo创建好了,发送IRP_MN_START到fdo, fdo开始初始化acpi系统,读取acpi table,解释其内容搭建acpi 的 namespace.预先创建好很多device的extension,然后枚举出那些应该由它直接管理的pdo.
  N( B0 X% a) g  r6 k: |
话这样讲得很简单.其实是很复杂的.暂时打断下流程,说说与acpi有关的几个话题.
6 `# q8 K5 y- E% O, [  f
/ n. z0 B* S) L) K! k( C' P/ Macpi提供了一种方便的资源配置与电源管理解决方案,它用一种脚本语言来描述主板上的设备所占用的资源(内存,端口,中断),以及完成电源管理所需要进行的操作(比如读某个端口,写某个端口).脚本的解释由操作系统完成,这样通过加入一个中间缓冲层来达到os与bios的隔离,bios不用在意自己的代码运行在real mode,或者是protect mode,os也不用为了运行bios的代码切换到real mode(在apm中有部分就是这样完成的).
& v! {* M8 l/ h5 n. T
  H- x7 @9 h" a( d+ h6 }4 V这种bios用来描述的脚本语言就是asl跟aml,asl是一个源代码,aml是一个编译出来的中间代码,os解释的就是aml,
0 g! m7 K) K! t6 I* X- e
bios程序员在写bios的时候会准备这些个aml,然后把他们放到一个数据结构里面(RSDT)作为一个数据模块加入到bios里面,os在启动的时候,在一个恰当的时间获取到这个数据结构,这样完成bios与os之间的衔接.
8 n2 J1 w0 }' r4 E; _7 C4 e
很显然asl是跟每个主板相关的,这个部分也是主板bios开发中最麻烦的部分,上面intel的那个工具能还原你主板的asl代码,建议看看,不算复杂(脚本语言都这样),然后找找你主板南桥北桥芯片的data sheet看看,也许你会有所领悟的哦..

8 ?$ r! K5 i# e$ @/ vbios程序员在作bios的时候就用asl描述好了主板上的设备都要使用些什么样子的资源,怎样去分配这些资源.接下来os的任务就简单的,解释执行aml代码就能获取到这些信息.
6 i/ W( `" i3 d! k. ]( S
9 W4 M7 S0 j0 m$ c$ `" _3 q9 [所以acpi创建的fdo的QueryBusRelations跟QueryResource跟QueryResourceRequirement都是读取aml代码解释执行而已.
6 Q- O" }$ ]  `- k
4 X" O* t- Y  i( u2 z2 R8 J# H只有几个aml描述的device(|_SB.|下面device)是属于acpi直接管辖的pdo,acpi也只暂时的创建了这些pdo,然后交给os继续枚举它创建的device,其他的诸如cpu(|_SB.|_PR.|),fixedbutton(FADT描述)等等的fdo就不多说了,如果你使用的pci总线,那么就会有一个|_SB.|PCI0|的device在aml的描述中出现,acpi枚举到它,os给它attach它的fdo,由pci.sys提供.
+ N1 v; x) ]* x' c
' y4 [* _/ ^9 `* {: S然后os继续枚举,这次的重点转移到pci上面了,这里就跟acpi的关系少很多了,pci有自己的获取资源,配置资源,枚举设备的方式,你应该要知道这些是用pci config space来完成的.
" g$ O1 o3 ~% }; R  l* U: h. T
pci开始枚举每个bus上的每个device,为每个device的每个function创建一个pdo,继续的bridge device继续为它的bus 枚举pdo,在这个过程中完成bus number的动态配置,这些信息可以参考(pci 跟 pci-to-pci bridge 的specification),对于每个pdo,pci通过读取它的base address register 的值来完成resource requirements的获取.

8 ^: a2 o: J# m, M这里又会有acpi用武的地方,IRP_MN_QUERYRELAIONS(bus)会发送到fdo,fdo会把这个irp传递给pdo,正常情况下pdo会直接complete这个irp,但是acpi创建的pdo却不是这样,它会查找acpi namespace,为新枚举出来的pdo插入合适的bus filter device,这个filter device用来电源管理以及在quire resource的时候加入一些resource,这里只是在当主板bios的aml里面有描述到新创建出来的pdo的描述的时候才会发生,这个部分你可以看看你的bios的asl代码,对比看看device tree的结构,看看acpi究竟在什么地方插入了bus filter device,来理解这种按需创建的原则.

# {5 I" s; F* K* @0 L0 g再往上,os为这些新创建出来的pdo attach合适的fdo,fdo继续枚举自己的pdo,这里注意一点,如果你的pdo在bios里面有描述,那么fdo与pdo之间是有一个bus filter的.加载的fdo开始枚举自己的pdo,这个irp同样又发送给了bus filter,嘿.这个bus filter又会查找acpi namespace适当的加入某些 bus filter,用这种一层一层的方式完成filter的透明加入过程.
+ @& @- ?5 v! m
5 K; |9 {9 a5 u: F) d: k  T7 L以上便是整个的枚举流程.
全部都是属于文字的描述.不知道大家看明白了没有.

% O6 K$ u' E$ K* d" l% j4 Z' J2 m: R: }如果你想更近一步的更加详细的了解具体的过程
你可以用ida反编译acpi.sys跟pci.sys,花点时间了解下流程
在这个过程中acpi跟pci的符号表也是很重要的
在ntoskrnl的符号表里面能找到pci使用的大部分类型信息
而acpi本身的符号表里面能找到acpi使用的几乎全部的类型信息
这两个类型信息在帮助我理解acpi跟pci.sys的反汇编代码方面起了天大的作用,一点都不夸张.

当然softice跟win2000的源代码更是必不可少的东西.
' Z! C* [1 Q* x0 \. @0 y) r& ]
0 r( o8 b% X& S, F* [: E# @5 i9 P0 `主板的data sheet跟asl代码也是非常重要的.
1 e5 F: q9 t6 K" W2 w5 Q0 H) F
/ E9 [  N' ?/ i5 K5 z; B当然xxx spec更是不能少.....
* u  M$ g0 \8 U: u) N
长期困扰我的大问题终于在今天有个比较满意的答案了
+ S; c6 C& C4 y% l2 W1 K/ o/ ?5 M大家跟我一起高兴吧.......

: T, l6 Z5 h2 G( ]p.s.斜杠会给过滤掉,所以我换成|了

yangfan

好文。
写驱动的、最好都能明白。

winbondowen

明白了。
0 @: Z1 I' V! d) b* W- d原来什么本质多差不多。
嘿。。。。。。