需求分析
在2014年以前，uboot沒有一種類似於linux kernel的設備驅動模型，隨着uboot支持的設備越來越多，其一直受到如下問題困擾：
- 設備初始化流程都獨立實現，而且為了集成到系統，需要修改核心公共代碼（如init_sequence）
- 很多子系統只允許一個驅動，比如無法同時支持USB2.0和USB3.0
- 子系統間的交互實現各異，開發難度大
- 沒有個統一的設備視圖（如linux的/sys）
uboot driver model（U-Boot驅動模型，以下簡寫dm）的提出就是為了解決這些問題，它的設計目標包括：
- 提供統一設備驅動框架，降低設備驅動的開發復雜度
- 提供設備樹視圖
- 支持設備組
- 支持設備lazy init
- 支持設備驅動沙盒測試
- 較小的系統開銷(內存和CPU)
對象設計
對象的設計之所以區分靜態形式和運行態形式，考量的出發點是設計模塊化。
靜態表達形式的對象是離散的，和系統和其他對象隔離開，減小對象的復雜度，利於模塊化設計，遵循人類表達習慣。
運行態形式的對象是把所有對象組合成層次視圖，有着清晰的數據關聯視圖。方便系統運行時數據的流動。
靜態表達形式
device: FDT(設備樹文本描述) 或者 靜態數據結構U_BOOT_DEVICE(以數據段形式組織)
driver: 靜態數據結構U_BOOT_DRIVER(以數據段形式組織)
運行態形式
udevice: 設備對象(以鏈表形式組織)
driver: 驅動對象。作為udevice的一個屬性
uclass：設備組公共屬性對象(以鏈表形式組織),外部頂層對象，作為udevice的一個屬性
uclass_driver: 設備組公共行為對象，作為uclass的一個屬性
領域建模
uboot設備模型中udevice為核心對象，以樹型模型組織（如下），其為dm的頂層結構。
單個udevice建模如下，詳細對象定義參見《附：核心數據結構》小節。
所有對象可以按udevice或者uclass進行遍歷。
DM初始化流程
DM初始化流程包括：
- 模型初始化
- 靜態對象初始化
- 運行態對象初始化
- 設備組公共初始化
- 設備初始化
DM初始化的總入口接口：dm_init_and_scan()，其主要由以下三塊組成：
dm_init()：創建udevice和uclass空鏈表，創建根設備（root device）
dm_scan_platdata()：掃描U_BOOT_DEVICE定義的設備，創建對應的udevice和uclass對象，查找並綁定相應driver，並調用probe流程。
dm_scan_fdt()：掃描由FDT設備樹文件定義的設備，創建對應的udevice和uclass對象，查找並綁定相應driver，並調用probe流程。
附：核心數據結構
U_BOOT_DRIVER(demo_shape_drv) = { .name = "demo_shape_drv", .of_match = demo_shape_id, .id = UCLASS_DEMO, .ofdata_to_platdata = shape_ofdata_to_platdata, .ops = &shape_ops, .probe = dm_shape_probe, .remove = dm_shape_remove, .priv_auto_alloc_size = sizeof(struct shape_data), .platdata_auto_alloc_size = sizeof(struct dm_demo_pdata), }; #define U_BOOT_DRIVER(__name) \ ll_entry_declare(struct driver, __name, driver) #define ll_entry_declare(_type, _name, _list) \ _type _u_boot_list_2_##_list##_2_##_name __aligned(4) \ __attribute__((unused, \ section(".u_boot_list_2_"#_list"_2_"#_name))) struct driver { char *name; enum uclass_id id; const struct udevice_id *of_match; int (*bind)(struct udevice *dev); int (*probe)(struct udevice *dev); int (*remove)(struct udevice *dev); int (*unbind)(struct udevice *dev); int (*ofdata_to_platdata)(struct udevice *dev); int (*child_post_bind)(struct udevice *dev); int (*child_pre_probe)(struct udevice *dev); int (*child_post_remove)(struct udevice *dev); int priv_auto_alloc_size; int platdata_auto_alloc_size; int per_child_auto_alloc_size; int per_child_platdata_auto_alloc_size; const void *ops; /* driver-specific operations */ uint32_t flags; }; U_BOOT_DEVICE(demo0) = { .name = "demo_shape_drv", .platdata = &red_square, };
#define U_BOOT_DEVICE(__name) \ ll_entry_declare(struct driver_info, __name, driver_info)
struct driver_info { const char *name; const void *platdata; #if CONFIG_IS_ENABLED(OF_PLATDATA) uint platdata_size; #endif }; struct uclass { void *priv; struct uclass_driver *uc_drv; struct list_head dev_head; struct list_head sibling_node; }; UCLASS_DRIVER(demo) = { .name = "demo", .id = UCLASS_DEMO, };
#define UCLASS_DRIVER(__name) \ ll_entry_declare(struct uclass_driver, __name, uclass)
struct uclass_driver { const char *name; enum uclass_id id; int (*post_bind)(struct udevice *dev); int (*pre_unbind)(struct udevice *dev); int (*pre_probe)(struct udevice *dev); int (*post_probe)(struct udevice *dev); int (*pre_remove)(struct udevice *dev); int (*child_post_bind)(struct udevice *dev); int (*child_pre_probe)(struct udevice *dev); int (*init)(struct uclass *class); int (*destroy)(struct uclass *class); int priv_auto_alloc_size; int per_device_auto_alloc_size; int per_device_platdata_auto_alloc_size; int per_child_auto_alloc_size; int per_child_platdata_auto_alloc_size; const void *ops; uint32_t flags; }; struct udevice { const struct driver *driver; const char *name; void *platdata; void *parent_platdata; void *uclass_platdata; int of_offset; ulong driver_data; struct udevice *parent; void *priv; struct uclass *uclass; void *uclass_priv; void *parent_priv; struct list_head uclass_node; struct list_head child_head; struct list_head sibling_node; uint32_t flags; int req_seq; int seq; #ifdef CONFIG_DEVRES struct list_head devres_head; #endif };
--EOF--