7、嵌入式系统启动与设备树详解

嵌入式系统启动与设备树详解

1. 从引导加载程序到内核

当引导加载程序将控制权传递给内核时，它需要传递一些基本信息，具体如下：
- 机器编号：在不支持设备树的PowerPC和Arm平台上用于识别SoC类型。
- 已检测到的硬件基本细节：至少包括物理RAM的大小和位置以及CPU的时钟速度。
- 内核命令行：一个普通的ASCII字符串，用于控制Linux的行为，例如指定包含根文件系统的设备名称。
- 可选信息：设备树二进制文件的位置和大小、初始RAM磁盘（initramfs）的位置和大小。

信息传递方式因架构而异，且近年来有所变化。过去，PowerPC引导加载程序传递指向板信息结构的指针，Arm则传递指向A标签列表的指针。但传递的信息有限，大部分需在运行时发现或硬编码到内核作为平台数据。随着设备树的出现，情况得到了改善。自2013年2月Linux 3.8发布以来，Arm系统逐渐采用设备树来收集硬件平台信息，使单个内核二进制文件能在多种平台上运行。

2. 设备树简介

如果使用Arm或PowerPC SoC，很可能会遇到设备树。设备树是一种灵活定义计算机系统硬件组件的方式，它只是静态数据，而非可执行代码。通常由引导加载程序加载并传递给内核，也可与内核镜像捆绑。其格式源自Sun Microsystems的OpenBoot引导加载程序，遵循IEEE 1275 - 1994标准。如今，它被广泛应用于Arm Linux实现，在MIPS、MicroBlaze、ARC等架构中也有一定应用。

3. 设备树基础

Linux内核的 arch/$ARCH/boot/dts