设备树学习2--一个设备

1 概述

分析一个实际看到的例子。整体是2万多行，看着挺唬人的，不过分步骤来看，主要是下面几个部分。

整体就是ddr-regions，chosen，memory，reserved-memory，aliases，firmware，cpus，idle-states，soc，symbols，hypervisor。

这里就分为普通和soc两个部分吧。

2 一般信息部分

其实这个部分也不是普通，只是相对没那么重点。所以就一次说完。

2.1 平台基础信息

首先是平台基础信息。包含了

硬件名称：高通 NEO Aliso SG2 开发板（IDP = 原厂参考设计板）；

msm-id/board-id：高通平台芯片 / 板级唯一标识，驱动、固件、分区表依赖此匹配。

2.2 内存分区

之后是内存分区。

（1）ddr-regions DDR 内存区域划分

定义物理内存分段，用于系统、固件、外设内存隔离，是高通平台标准内存分区表。

（2）memory 主内存节点

reg 一长串地址 = 系统可用物理内存分段，ARM64 大内存布局，拆分多段物理内存块，供内核动态管理。

（3）reserved-memory 保留内存（重点！嵌入式核心）

整块标记 no-map，内核普通地址空间不可访问，专门预留给各类固件、安全域、多媒体、调试区，是高通移动端 SoC 典型设计。内部如下：

节点名称	用途
hyp_region	Hypervisor 虚拟化 / TrustZone 安全监控器内存（安卓安全环境）
xbl_*	XBL 高通一级引导程序（Bootloader）日志 / 转存区
aop_*	AOP 音频 / 低功耗协处理器固件内存
smem_region	高通共享内存（AP/CP/ 各子系统跨核通信）
adsp/cdsp	音频 DSP、计算 DSP 固件运行内存
gpu_microcode	GPU 微码内存
video/camera_region	摄像头、视频编解码专用缓存
qtee_region	QTEE 高通可信执行环境（安全 OS）内存
ramoops	内核崩溃日志保存区（掉电不丢，用于调试宕机）
linux,cma	Linux CMA 连续内存分配器（给 DMA、摄像头、GPU 分配大块连续内存）
各类 shared-dma-pool	DMA 共享内存池（外设零拷贝传输）

2.3 chosen启动参数节点

（内核启动核心）

bootargs = "xxx"; stdout-path = "/soc/qcom,qupv3_1_geni_se@ac000/qcom,qup_uart@a94000:115200n8";

这里包括了bootargs：内核命令行参数。stdout-path：系统默认串口控制台。

2.4 别名节点aliases

给硬件外设起短别名，方便内核 / 应用引用：

serial0/1/hsuart0：多路串口别名；

mmc0：SD/EMMC 存储别名；

swr0~3：SWR 音频总线别名。

3 多核&功耗基础子系统

3.1 cpus 处理器集群

cpus {

cpu@0 ~ cpu@3 四颗CPU核心

enable-method = "psci";

}

这里表示：4 核 ARM 架构（Kryo 高通自研核心）；

psci：ARM 标准电源 / 核控制接口（开关 CPU、休眠、热插拔）；

每颗 CPU 绑定 L2/L3 缓存、功耗域、调频域。

3.2 idle-states内核休眠状态

定义了CPU/集群多级休眠。

pc/rail-pc：CPU 浅休眠；

l3-off/cx-off：关闭 L3 缓存、电源域深度休眠；

控制唤醒延迟、最小驻留时间，移动端低功耗核心配置。

4 SOC片上外设总容器

这个就是最大的部分。首先是中断、时钟、电源三大基础框架（SoC 底座）

4.1 interrupt-controller@1720000 GIC-V3 中断控制器

ARM64 标准 GICv3 通用中断控制器；

所有外设中断、CPU 间中断都由它统一管理，整个系统中断路由核心。

4.2 时钟控制器（gcc/camcc/dispcc/videocc/gpucc）

高通平台分多个独立时钟域：

gcc：全局时钟（总线、系统、PCIe、USB）；

camcc：摄像头时钟；

dispcc：显示时钟；

videocc：视频编解码时钟；

gpucc：GPU 时钟；

每个时钟域独立门控、调频，按需开关时钟省电。

4.3 RPMh 电源管理（rsc 节点）

rsc@af2000 / rsc@17a0000 = RPMh 高通高级电源管理器

移动端核心功耗管理单元；

管理各路 LDO、BUCK 稳压电源、电压域（CX/MX/LLCC 等）；

节点内大量 rpmh-regulator-xxx：一路路稳压输出，给 GPU、摄像头、DSP、USB、PCIe 等外设单独供电；

支持动态调压、休眠断电，是手机 / 嵌入式低功耗的核心。

4.4 thermal-zones温控系统

整颗 SoC温度监控 & 温控：

分区：主 CPU、GPU、NSP、音频、摄像头、PMIC 电源芯片、DDR 等独立测温区；

配置多级温度阈值：预警、过热、临界关机；

搭配降温策略（降频、限流），防止芯片烧毁。

下面是重点外设控制器。

4.5 PinCtrl + GPIO 引脚控制器（pinctrl@f000000）

这是整份设备树体量最大的节点，也是之前学习 pinctrl / GPIO 的对应硬件层：

兼容 qcom,neo-pinctrl：高通新一代引脚控制器；

具备三大能力：GPIO 控制器 + 中断控制器 + 引脚复用 (MUX)；

内部海量 pin 配置组：

每一组对应一个外设的引脚复用、电气参数（上下拉、驱动强度、电平）；

格式：xxx_active（外设工作模式） + xxx_sleep（外设休眠模式），两套配置切换；

典型复用分组（高频外设）

qupv3_xx_i2c / qupv3_xx_spi / qupv3_xx_uart：QUP 控制器切换为 I2C/SPI/UART（高通通用多功能外设）；

sdc1：SD/EMMC 卡引脚配置；

usb0_phy：USB 物理层引脚；

pcie0/pcie1：PCIe 复位、时钟、唤醒引脚；

audio 相关 I2S/TDM：音频数字接口；

camera_mclk：摄像头时钟引脚；

蓝牙、WiFi 使能、复位引脚等。

4.6 QUP多功能控制器

高通 QUP (Qualcomm Universal Peripheral) 是平台特色：

一个硬件控制器可动态切换为 UART / I2C / SPI，设备树里通过 pinctrl 引脚复用 + 驱动匹配实现切换。

文档中大量 qupv3_seX 都是 QUP 实例，对应多路串口、I2C、SPI。

4.7 多媒体子系统

（1）GPU qcom,kgsl-3d0

compatible = qcom,kgsl-3d0 / qcom,adreno-gpu-a621：Adreno 621 GPU；

包含 GPU 寄存器、GMU (GPU 管理单元)、SMMU 内存管理单元、GPU 调频 / 功率档位；

对应 Linux DRM/KMS 显示框架（之前学习的 DRM、fb 驱动底层硬件）。

（2）视频 / 图像

venus 视频编解码、camera 摄像头控制器；

搭配专用电源、时钟、保留内存，是安卓多媒体核心。

4.8 数字信号处理器（DSP/远程处理器）

高通平台典型异构多核架构，AP (主 Linux) + 多个协处理器：

remoteproc-adsp：音频 DSP（ADSP），运行音频固件；

remoteproc-cd：计算 DSP（CDSP），语音 / AI 算法；

通信方式：glink / ipcc / smem 核间通信；

Linux 端通过 remoteproc 驱动加载固件、启停协处理器。

4.9 存储 & 总线

sdhci@7C4000：SD/EMMC 主机（手机 / 开发板闪存）；

spi / i2c：由 QUP 复用而来；

qcom,qcedev：硬件加密引擎（加解密、哈希，安卓安全 / 支付使用）；

qrng：硬件真随机数发生器。

4.10 通信&辅助模块

spmi：与外部 PMIC 电源芯片通信总线；

glink / ipcc / smp2p：多核 / 多子系统消息、数据通道；

qfprom：芯片 OTP 一次性可编程存储器（存芯片序列号、GPU 速度 BIN、校准数据）；

eud：USB 附属功能；

mini_dump：系统宕机迷你转存调试。

5 其它

其它1

这里有一些没有compatible的部分，比如ddr-regions，chosen。这种写法不符合Linux驱动标准内容。

这里可能是前期初始完DDR之后，直接写入到设备树中。在Linux初始化开始时，此时内存管理单元 MMU 甚至可能还没完全建立，常规驱动框架根本还没初始化。所以直接使用硬编码读取。

比如：

struct device_node *node = of_find_node_by_path("/ddr-regions");
if (node) {
    // 直接显式读取 region0 和 region1 的属性值
    of_property_read_u32_array(node, "region0", ...);
    of_property_read_u32_array(node, "region1", ...);
    // 将读取到的物理内存区间和拓扑结构上报给内核的内存管理系统
}

所以，设备树不仅是给常规设备驱动（如 I2C、SPI、DRM 显卡）做 match 用的，它还是引导程序（Bootloader）与 Linux 内核核心（Kernel Core）之间进行极早期大块数据交接的"共享内存缓冲区"。

其它2

像这种格式，有意义吗？

cpus {

#address-cells = <0x02>;

#size-cells = <0x00>;

查了一下也是有的，只是不给驱动用的也是内核使用of_find_node_by_path("/cpus")直接查询，系统有几个核心。

此外CPU还有驱动？比如compatible = "qcom,kryo"。这里其实不是CPU本身的驱动，而是算力调度，热量调度，性能调度（DVFS/EAS）等。这里会加载高通特有的 qcom-cpufreq-hw 驱动来进行处理。

在真实设备树中，大概有以下三类节点。

• 有 compatible 且对应 .ko / 传统外设驱动 ：如 compatible = "qcom,qup-uart"。在编译完内核后，你会得到一个独立的驱动模块，通过 insmod xxx.ko 点亮它。

• 有 compatible 但不对应 .ko（核心框架配置） ：如 compatible = "arm,idle-state" 或 compatible = "arm,gic-v3"（中断控制器）。它们由内核核心代码在极早期直接接管，无法作为模块拔插。

• 完全没有 compatible（纯共享缓冲区路径） ：如上面讲的 ddr-regions { 或 chosen {。内核完全通过显式路径（Explicit Path）像查字典一样去肉眼读取数据。

其它3

大概看了下，最大的两个部分，一个是Pinctrl，另外一个是qupv3。

pinctrl在高通平台上被称为TLMM (Top Level Mode Multiplexer，顶级引脚模式多路复用器)。它是整个芯片所有物理引脚（GPIO）的"大总管"。

芯片上的那几百个金属管脚（Pins），本身是没有任何定义的。通过设置 TLMM 寄存器，你可以让 GPIO_10 变成串口的 TX 线，也可以让它变成控制屏幕复位的 RST 线，或者变成一个普通的按键输入。

qupv3是高通独有的Qualcomm Universal Peripheral v3 (高通第三代通用外设总线包装器)。它是将低速通信外设（UART、SPI、I2C、I3C）全部整合在一起的硬核硬件总线。

其实这两部分之前都想写写的，这两个部分其实也是Bringup的重点。

高通学习1-TLMM（TODO）-CSDN博客

高通学习2-QUP（TODO）_高通qup-CSDN博客

但是手上一直找不到高通的板子和代码，所以TODO了非常久了。

总的来说：

pinctrl是控制"硬件引脚电路怎么连、怎么导通"的地图总入口。

qupv3系列是控制"大核 Linux 怎么给各类传感器、蓝牙、普通屏幕发指令"的数据总线入口。

特性维度	pinctrl（TLMM 引脚控制）	qup（Geni 串行引擎）
所处层级	物理层 / 电气层	协议层 / 数据链路层
核心职责	管引脚的死活、走向、电压、电流。	管数据的协议、时序、波特率、打包。
在干什么	1. 切换引脚复用（是做 GPIO 还是给串口用）。 2. 控制内部上下拉电阻。 3. 调节引脚的驱动电流（驱动能力）。	1. 把并行的 CPU 数据转成串行的比特流。 2. 按照标准的 SPI/I2C/UART 协议发信号。 3. 配合 BAM DMA 进行免 CPU 的大块数据吞吐。
设备树属性特征	pins = "gpio10"; function = "qup10"; drive-strength = <12>;	reg = <0xa90000 0x4000>; clock-frequency = <19200000>; dmas = <&bamdma 5>;
坏了的表现	用示波器去量引脚，完全没有任何波形，或者高电平电压不够（信号塌陷）。	用示波器能量到时钟波形，但时序不对、波特率错了，导致设备报校验错误（CRC/ACK Error）。

其它4

最后有一个这个

symbols {

slimbus = "/soc/slim@3340000/ngd@1/btfmslim-driver";

bluetooth = "/soc/bt_kiwi";

bt_en_sleep = "/soc/pinctrl@f000000/bt_en_sleep";

ipclite_vpu = "/soc/ipclite/vpu";

ipclite_cvp = "/soc/ipclite/cvp";

ipclite_cdsp = "/soc/ipclite/cdsp";

...

这个主要是为了不重新编译庞大的主 DTB，可能会写一个轻量级的 .dtbo 插件。比如想在蓝牙节点下面追加入参，.dtbo 会这样写。

&bluetooth {
    qcom,new-property = <1>;
};

此时&bluetooth这个节点对应的就是在 symbols 里记录了：bluetooth = "/soc/bt_kiwi";。