ARM_Device_Tree 设备树

在ARM架构的Linux系统中，设备树（Device Tree）是一个重要的概念，用于描述硬件信息的数据结构。它起源于OpenFirmware（OF），并在Linux 2.6版本中被引入ARM架构，以解决板级硬件信息硬编码到内核的问题。设备树由一系列命名的节点（node）和属性（property）组成，节点可以包含子节点，而属性则由名称和值对组成。 设备树的出现，使得许多硬件的细节能够通过它传递给Linux内核，从而避免了在内核中进行大量冗余的编码工作。在设备树中，可以描述的信息包括CPU的数量和类别、内存基地址和大小、总线和桥、外设连接、中断控制器和中断使用情况、GPIO控制器和GPIO使用情况、时钟控制器和时钟使用情况等。 具体来说，设备树是一种数据结构，它通过一种称为Device Tree Source（DTS）的ASCII文本格式来描述硬件信息。DTS文件通常放在Linux内核的arch/arm/boot/dts/目录下，每个.dts文件对应一个特定的ARM机器。由于一个System on Chip（SoC）可能对应多个不同的产品和电路板，因此这些.dts文件会包含一些共同的部分。Linux内核为了简化描述，会把SoC公用的部分或多个机器共同的部分提炼成.dtsi文件，相当于C语言中的头文件。其他.dts文件可以include这些.dtsi文件，使得代码更加模块化和易于维护。 .dts文件的基本元素包括节点和属性。节点是由一对大括号“{}”括起来的部分，其中可以包含子节点或属性。例如，一个节点定义可能是这样的： ``` /{ node1 { a-string-property = "A string"; a-string-list-property = "first string", "second string"; a-byte-data-property = [0x01 0x23 0x34 0x56]; child-node1 { first-child-property; second-child-property = <1>; a-string-property = "Hello, world"; }; child-node2 { }; }; node2 { an-empty-property; a-cell-property = <1234>; }; }; ``` 在这个结构中，“node1”和“node2”是两个节点，它们具有自己的属性，如a-string-property和a-cell-property。节点也可以有子节点，例如“node1”下的“child-node1”和“child-node2”。 设备树的引入，不仅提高了硬件描述的灵活性，还增强了内核的可移植性。通过设备树，Bootloader可以将硬件的详细信息传递给Linux内核，内核根据这些信息来识别硬件并初始化相应的设备。这一过程减少了对特定硬件平台代码的依赖，使得内核更容易适应不同硬件配置的设备。 随着ARM设备树的广泛使用，社区开发出了许多编译和解析设备树的工具，例如dtc（Device Tree Compiler），它能够将DTS文件编译成二进制格式，以供Bootloader和内核读取。这一过程对于确保系统在启动时能够正确识别和配置硬件至关重要。 总结来说，ARM设备树是一种高级的硬件抽象层，它简化了Linux内核对于不同硬件平台的配置与管理，同时提高了代码的可维护性和可移植性。通过设备树，开发者可以更容易地为各种基于ARM的系统开发Linux内核，而不需要深入理解硬件的每一个细节。