Open Firmware Devicetree 单元测试¶

作者: Gaurav Minocha <gaurav.minocha.os@gmail.com>

1. 概述¶

本文档解释了执行 OF 单元测试所需的测试数据是如何动态地附加到实时树上的，与机器的架构无关。

建议在继续读下去之前，先阅读以下文件。

OF Selftest被设计用来测试提供给设备驱动开发者的接口（include/linux/of.h），以从未扁平化的设备树数据结构中获取设备信息等。这个接口被大多数设备驱动在各种使用情况下使用。

2. 测试数据¶

设备树源文件（drivers/of/unittest-data/testcases.dts）包含执行drivers/of/unittest.c 中自动化单元测试所需的测试数据。目前，以下设备树源包含文件（.dtsi）被包含在testcases.dt中:

drivers/of/unittest-data/tests-interrupts.dtsi
drivers/of/unittest-data/tests-platform.dtsi
drivers/of/unittest-data/tests-phandle.dtsi
drivers/of/unittest-data/tests-match.dtsi

当内核在启用OF_SELFTEST的情况下被构建时，那么下面的make规则:

$(obj)/%.dtb: $(src)/%.dts FORCE
        $(call if_changed_dep, dtc)

用于将DT源文件（testcases.dts）编译成二进制blob（testcases.dtb），也被称为扁平化的DT。

之后，使用以下规则将上述二进制blob包装成一个汇编文件（testcases.dtb.S）:

$(obj)/%.dtb.S: $(obj)/%.dtb
        $(call cmd, dt_S_dtb)

汇编文件被编译成一个对象文件（testcases.dtb.o），并被链接到内核镜像中。

2.1. 添加测试数据¶

未扁平化的设备树结构体:

未扁平化的设备树由连接的设备节点组成，其树状结构形式如下所述:

// following struct members are used to construct the tree
struct device_node {
    ...
    struct  device_node *parent;
    struct  device_node *child;
    struct  device_node *sibling;
    ...
};

图1描述了一个机器的未扁平化设备树的通用结构，只考虑了子节点和同级指针。存在另一个指针， *parent ，用于反向遍历该树。因此，在一个特定的层次上，子节点和所有的兄弟姐妹节点将有一个指向共同节点的父指针（例如，child1、sibling2、sibling3、sibling4的父指针指向根节点）:

root ('/')
|
child1 -> sibling2 -> sibling3 -> sibling4 -> null
|         |           |           |
|         |           |          null
|         |           |
|         |        child31 -> sibling32 -> null
|         |           |          |
|         |          null       null
|         |
|      child21 -> sibling22 -> sibling23 -> null
|         |          |            |
|        null       null         null
|
child11 -> sibling12 -> sibling13 -> sibling14 -> null
|           |           |            |
|           |           |           null
|           |           |
null        null       child131 -> null
                        |
                        null

Figure 1: 未扁平化的设备树的通用结构

在执行OF单元测试之前，需要将测试数据附加到机器的设备树上（如果存在）。因此，当调用 selftest_data_add()时，首先会读取通过以下内核符号链接到内核镜像中的扁平化设备树数据:

__dtb_testcases_begin - address marking the start of test data blob
__dtb_testcases_end   - address marking the end of test data blob

其次，它调用of_fdt_unflatten_tree()来解除扁平化的blob。最后，如果机器的设备树（即实时树）是存在的，那么它将未扁平化的测试数据树附加到实时树上，否则它将自己作为实时设备树附加。

attach_node_and_children()使用of_attach_node()将节点附加到实时树上，如下所述。为了解释这一点，图2中描述的测试数据树被附加到图1中描述的实时树上:

root ('/')
    |
testcase-data
    |
test-child0 -> test-sibling1 -> test-sibling2 -> test-sibling3 -> null
    |               |                |                |
test-child01      null             null             null

Figure 2: 将测试数据树附在实时树上的例子。

根据上面的方案，实时树已经存在，所以不需要附加根('/')节点。所有其他节点都是通过在每个节点上调用of_attach_node()来附加的。

在函数of_attach_node()中，新的节点被附在实时树中给定的父节点的子节点上。但是，如果父节点已经有了一个孩子，那么新节点就会取代当前的孩子，并将其变成其兄弟姐妹。因此，当测试案例的数据节点被连接到上面的实时树（图1）时，最终的结构如图3所示:

root ('/')
|
testcase-data -> child1 -> sibling2 -> sibling3 -> sibling4 -> null
|               |          |           |           |
(...)             |          |           |          null
                |          |         child31 -> sibling32 -> null
                |          |           |           |
                |          |          null        null
                |          |
                |        child21 -> sibling22 -> sibling23 -> null
                |          |           |            |
                |         null        null         null
                |
                child11 -> sibling12 -> sibling13 -> sibling14 -> null
                |          |            |            |
                null       null          |           null
                                        |
                                        child131 -> null
                                        |
                                        null
-----------------------------------------------------------------------

root ('/')
|
testcase-data -> child1 -> sibling2 -> sibling3 -> sibling4 -> null
|               |          |           |           |
|             (...)      (...)       (...)        null
|
test-sibling3 -> test-sibling2 -> test-sibling1 -> test-child0 -> null
|                |                   |                |
null             null                null         test-child01

Figure 3: 附加测试案例数据后的实时设备树结构。

聪明的读者会注意到，与先前的结构相比，test-child0节点成为最后一个兄弟姐妹（图2）。在连接了第一个test-child0节点之后，又连接了test-sibling1节点，该节点推动子节点（即test-child0）成为兄弟姐妹，并使自己成为子节点，如上所述。

如果发现一个重复的节点（即如果一个具有相同full_name属性的节点已经存在于实时树中），那么该节点不会被附加，而是通过调用函数update_node_properties()将其属性更新到活树的节点中。

2.2. 删除测试数据¶

一旦测试用例执行完，selftest_data_remove被调用，以移除最初连接的设备节点（首先是叶子节点被分离，然后向上移动父节点被移除，最后是整个树）。selftest_data_remove() 调用detach_node_and_children()，使用of_detach_node()将节点从实时设备树上分离。

为了分离一个节点，of_detach_node()要么将给定节点的父节点的子节点指针更新为其同级节点，要么根据情况将前一个同级节点附在给定节点的同级节点上。就这样吧。 :)

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