设备树基本概念-17

设备树基本概念

什么是设备树?

设备树是一种描述硬件资源的数据结构。它通过 bootloader将硬件资源传给内核,
使得内核和硬件资源描述相对独立。I
有了初步概念之后,我们再来一起探讨设备树的起源。

设备树的由来

Linux内核从3.x开始引入设备树的概念,用于实现驱动代码与设备信息相分离。在设备树出现以前,所有关于设备的具体信息都要写在驱动里,一旦外围设备变化,驱动代码就要重写。引入了设备树之后,驱动代码只负责处理驱动的逻辑,而关于设备的具体信息存放到设备树文件中,这样,如果只是硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化,驱动开发者只需要修改设备树文件信息,不需要改写驱动代码。比如在ARM Linux内,一个**.dts(device tree source)文件对应一个ARM的machine,一般放置在内核的"arch/arm/boot/dts/“目录内,比如exynos4412参考板的板级设备树文件就是"arch/arm/boot/dts/exynos4412-origen.dts”。这个文件可以通过$make dtbs命令编译成二进制的.dtb文件**供内核驱动使用。

基于同样的软件分层设计的思想,由于一个SoC可能对应多个machine,如果每个machine的设备树都写成一个完全独立的**.dts文件**,那么势必相当一些**.dts文件有重复的部分,为了解决这个问题,Linux设备树目录把一个SoC公用的部分或者多个machine共同的部分提炼为相应的.dtsi文件**。这样每个**.dts就只有自己差异的部分,公有的部分只需要"include"相应的.dtsi文件**, 这样就是整个设备树的管理更加有序。我这里用`Linux4.8.5源码自带的dm9000网卡为例来分析设备树的使用和移植。这个网卡的设备树节点信息在**“Documentation/devicetree/bindings/net/davicom-dm9000.txt"有详细说明,其网卡驱动源码是"drivers/net/ethernet/davicom/dm9000.c”**。

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常用名词解释

  • DT: Device Tree1/设备树
  • FDT:Flattened Device Tree//展开设备树//开放固件,设备树起源于OF,所以我们在设备树中可以看到很多有of字母的函数
  • device tree source(dts)//设备树代码
  • device tree source include(dtsi)😕/更通用的设备树代码,也就是相同芯片但不能平台都可以使用的代码
  • device tree blob(dtb)//DTS编译后得到的DTB文件<6>device tree compiler(dtc)//设备树编译器
  • 其中,DTS,DTSI, DTB,DTC。他们之间的关系如下:
    DTS、DTSI --》 DTB
设备树(Device Tree)是一种用于描述硬件平台的数据结构,特别适用于嵌入式系统。它是一种中立的描述,用于描述嵌入式系统的硬组件、设备连接和配置信息,以及操作系统和设备驱动程序之间的关系。 设备树基本概念包括以下几个方面: 1. 节点(Node):设备树由一系列节点组成,每个节点代表一个硬件组件或子系统。每个节点可以包含属性和子节点。 2. 属性(Property):节点可以包含属性,属性用于描述硬件组件的特征、配置信息和驱动程序的相关信息。属性通常由键值对(key-value pair)表示。 3. 组(Group):节点可以按照功能或层次关系进行分组,形成层次结构。通过层次结构,可以描述硬件组件之间的连接关系。 设备树的作用主要包括以下几个方面: 1. 硬件描述:设备树提供了一种统一的方式来描述硬件平台,包括处理器、总线、外设等硬件组件的特性和配置信息。通过设备树,操作系统可以获取硬件平台的详细信息,从而实现对硬件的有效使用和驱动程序的正确加载。 2. 硬件配置:设备树可以用于配置硬件平台,包括设置外设的寄存器值、中断控制器的配置、时钟频率等。通过设备树,可以在不修改内核源代码的情况下,灵活地配置硬件。 3. 驱动程序匹配:设备树提供了一种机制,使得内核可以通过解析设备树来识别和匹配硬件设备,并加载相应的驱动程序。这样可以实现硬件的自动探测和驱动程序的自动加载,简化了驱动程序开发和维护。 4. 平台移植和兼容性:设备树的使用使得操作系统更加独立于具体的硬件平台,从而提高了平台移植的灵活性和可维护性。通过使用设备树,可以更轻松地在不同的硬件平台上进行操作系统的移植和应用程序的兼容性开发。 总之,设备树是一种描述硬件平台的中立数据结构,通过描述硬件组件、属性和连接关系,实现了操作系统与硬件之间的解耦,提高了嵌入式系统的可移植性和可维护性。
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