• 《设备树 — 基础知识(一)》


    1.设备树的引入

      在没有引入设备树之前,在内核中充斥的很多板卡硬件描述代码。而且很多都是重复的。对于修改以及维护都很麻烦。因此引入了设备树。

      https://www.cnblogs.com/downey-blog/p/10486568.html

    2.什么是设备树

      Device Tree是一种描述硬件的数据结构,在Linux 2.6中,ARM架构的板极硬件细节过多地被硬编码在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx,采用Device Tree后,许多硬件的细节可以直接透过它传递给Linux,而不再需要在kernel中进行大量的冗余编码。

      在Device Tree中,可描述的信息包括(原先这些信息大多被hard code到kernel中):

    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
    Clock控制器和Clock使用情况
    

      Bootloader会将这棵树传递给内核,然后内核可以识别这棵树,并根据它展开出Linux内核中的platform_device、i2c_client、spi_device等设备,而这些设备用到的内存、IRQ等资源,也被传递给了内核,内核会将这些资源绑定给展开的相应的设备。

    3.设备树的优点 

    a、对于传统字符驱动的编写有两种方式:

      一是在驱动程序中,直接写死硬件资源,如:GPIO、寄存器地址、中断号等,使得硬件改动时,必须修改驱动程序。

      二是采用总线驱动platform模型,将硬件资源与驱动软件分离,在platform_device中描述硬件资源,arch/arm/mach-xxx对应的文件,便是以platform_device描述各自CPU对应的硬件资源;在platform_driver中分配/设置/注册 file_operations结构体, 并从platform_device获得硬件资源。这种编写方式使得驱动易于扩展,硬件改动时只需修改platform_device或者platform_driver,这就导致linux内核产生大量的冗余代码。

    b、 使用设备树的优点在于,在设备树dts文件指定硬件资源,dts被编译为dtb文件, 在启动单板时,U-boot会将dtb文件传给内核,使得驱动程序与硬件分离,我们只需要修改dts文件,便能实现需求。这就是设备树易于扩展,硬件有变动时不需要重新编译内核或驱动程序,只需要提供不一样的dtb文件。

    4.编译设备树

      设备树文件的格式为dts,包含的头文件格式为dtsi,dts文件是一种人可以看懂的编码格式。但是uboot和linux不能直接识别,他们只能识别二进制文件,所以需要把dts文件编译成dtb文件。dtb文件是一种可以被kernel和uboot识别的二进制文件。把dts编译成dtb文件的工具是dtc。Linux源码目录下scripts/dtc目录包含dtc工具的源码。在Linux的scripts/dtc目录下除了提供dtc工具外,也可以自己安装dtc工具,linux下执行:sudo apt-get install device-tree-compiler安装dtc工具。其中还提供了一个fdtdump的工具,可以反编译dtb文件。dts和dtb文件的转换如图所示。

      dtc工具的使用方法是:dtc –I dts –O dtb –o xxx.dtb xxx.dts,即可生成dts文件对应的dtb文件了。 

      在编译linux内核时。也可以直接make dtbs生成dtb文件。

      

     5.设备树怎么传递给内核 

      Bootloader需要将设备树在内存中的地址传给内核。在ARM中通过bootm或bootz命令来进行传递。bootm [kernel_addr] [initrd_address] [dtb_address],其中kernel_addr为内核镜像的地址,initrd为initrd的地址,dtb_address为dtb所在的地址。若initrd_address为空,则用“-”来代替。

     Linux设备树语法详解 - Abnor - 博客园 (cnblogs.com)

      

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