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

大家都应该知道
6 x9 B& W9 b/ \! Dwindows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?
你会说是一个一个设备枚举出来的,
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?
你也许会说这个是由bus driver来完成的,说得没错
- k* C$ i7 B5 A' S  q但是你知道bus driver是怎么完成得么?
! @6 Z" U, S5 y  r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?
0 a+ o8 A, b" t, i3 W! M
& v* \" I$ Z* {0 `# J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.
5 D, ]! p+ H% E/ c4 F9 f
& l3 C4 y& r8 ^如果你还对这些东西基本不了解,那也不用往下看了.

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..
' P, r0 _+ [# R
废话这么多...正题开始...
% r  Y7 {# q6 R# 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.

$ S2 \3 |+ _" b, ?/ R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
& g2 [& O) l( d& A! V
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.
9 D2 t4 w; V; S$ x, K
! J" M$ P% n% t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.
1 r4 P, r. S- A1 N) A. v
$ W! G7 u7 E' K: U2 g/ [% y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
! n, z. T! Z7 I
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.
/ w4 R% I) W+ o3 @, O7 |) c
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.
4 \) z" r0 ?0 N8 O8 V! @7 y" O
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.

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.

- D1 s/ P5 W  R8 T$ q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.

acpi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).
& Q/ u2 ?. W) U1 F
( n7 m1 z+ f% Z1 ?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,

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.
( q2 c% q1 d. W, I# T) a
" \5 e' z: r8 ~) T+ n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..

bios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.

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.
; }; K# H$ r  k) u) c4 n. _% F  y
: [# F6 q; _% L/ O. e4 n/ e: S" q' q5 V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.
2 @7 d) |+ i9 W* h+ V" C& e7 C! M
7 I. G  e3 @1 U' a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.

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.
( D+ O6 c/ i' f: A6 X7 E
7 ^3 u! X* V% L, C+ 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.

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.
3 O% i( \, B: b7 V6 I. c
以上便是整个的枚举流程.
" j( ~4 A7 b4 k. i全部都是属于文字的描述.不知道大家看明白了没有.
: k0 o' B9 Y. o; p
+ m4 b" M2 e' ~6 E. \6 P4 g如果你想更近一步的更加详细的了解具体的过程
- R- N% _- A% V, E7 v$ P, }你可以用ida反编译acpi.sys跟pci.sys,花点时间了解下流程
) `& _, A+ h$ n7 F; {$ ^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.
& p4 I' v, s; s5 ]
. y- p* ~6 U: A+ {3 j9 n+ L) W( v当然softice跟win2000的源代码更是必不可少的东西.
0 }& m' ~5 l4 s2 F2 S, z
& v! N" \: M. d& C' U9 J6 k  G主板的data sheet跟asl代码也是非常重要的.
  I4 o1 X$ A4 I& b0 @
当然xxx spec更是不能少.....

& E( s+ ?& @1 P7 N: F6 S长期困扰我的大问题终于在今天有个比较满意的答案了
大家跟我一起高兴吧.......

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。
原来什么本质多差不多。
嘿。。。。。。