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
( r" v6 r9 j8 }# gwindows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?
4 m: @% k( ~8 Z0 Y; C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
但是你知道bus driver是怎么完成得么?
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?
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9 ~, A( D7 D) |: @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.
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) Z  p) _9 `& B2 Q7 j% ]3 F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..
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废话这么多...正题开始...
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& V6 M6 ^; N, g5 F* J9 z, i2 u, }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.
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" C' x( X. G5 u3 j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
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# q: I% d. q" a$ b4 F8 ^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.

+ }+ D# e0 l7 ^2 F: i0 E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
3 S/ m  F: t0 y* NLOCAL|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.

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

( Y" K+ i; w6 N. _+ A& k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.
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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.
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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.
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+ q" J' D( w0 s8 \. O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).
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* ^$ _+ n, `& Y: a& K+ X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,

# u& I! n% a: X9 j8 o/ B0 Ybios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.

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..

1 x# ^; r5 r; f/ g( v7 _/ S0 cbios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.
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5 F$ l% E# X9 O  ?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.

3 A6 u6 K4 h7 C7 u+ `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.

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.
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8 ?/ V0 }, n" l- }  }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.

& z; }8 x. e5 W2 b0 X+ U0 K7 k( e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.
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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.

如果你想更近一步的更加详细的了解具体的过程
/ m% {8 N: ]; ]2 H! q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
7 M! c6 @/ {+ m0 U% N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.
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: A: ~( ?  r, @' }8 F4 p. e: t) r当然softice跟win2000的源代码更是必不可少的东西.

# @$ v' p+ h) i1 x" S+ c: u" f1 n& \/ w主板的data sheet跟asl代码也是非常重要的.

当然xxx spec更是不能少.....
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长期困扰我的大问题终于在今天有个比较满意的答案了
$ E8 T9 u# ~, ^! }大家跟我一起高兴吧.......

' A! i4 k" m* r6 g: B/ u/ l( `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。
* F; O4 [# j/ `0 r嘿。。。。。。