嵌入式Linux的设备树你了解吗

只看该作者 · 2023-6-13 08:58

设备树（Device Tree）是一种描述硬件设备的数据结构，通常用于嵌入式系统中，尤其是在基于 ARM 架构的嵌入式系统中。它提供了一种标准化的方式来描述硬件设备的配置和连接关系，以便操作系统和驱动程序能够正确地识别和使用这些设备。

设备树的主要目标是将硬件描述从内核源代码中分离出来，使内核能够在运行时动态地加载硬件配置信息。这种分离性允许同一个内核镜像用于不同的硬件平台，只需提供相应的设备树文件即可。

设备树的格式通常使用 Device Tree Source（DTS）或 Device Tree Blob（DTB）文件。DTS 是一种文本文件格式，用于描述硬件设备的层次结构、寄存器配置、中断分配、引脚映射等。DTS 文件使用一种基于树的结构来表示设备之间的层次关系和连接方式。

DTS 文件通常由三个部分组成：

头部（Header）：包含设备树的版本信息、描述和属性。

设备节点（Device Nodes）：描述特定硬件设备的节点。每个节点具有唯一的路径和一组属性，用于描述设备的功能、配置和连接。

引脚映射（Pin Mapping）：描述设备的引脚与硬件资源之间的映射关系。这对于与设备的引脚相关的功能（如 GPIO、中断等）非常重要。

DTS 文件通常由开发者手动编写或自动生成，然后在编译内核时被转换为 DTB 文件。DTB 是 DTS 文件的二进制表示形式，它更加紧凑且易于解析和加载。操作系统在启动时加载 DTB 文件，并将设备树的信息传递给内核，以便内核能够正确地配置和管理硬件设备。

通过使用设备树，操作系统和驱动程序可以在不修改内核源代码的情况下支持多种硬件配置，从而提高了可移植性和灵活性。设备树的使用在嵌入式系统领域变得越来越普遍，并成为了许多嵌入式平台的标准配置描述方式。

只看该作者 · 2023-6-13 08:59

以下是一个简单的设备树（DTS）的例子，带有一些注释来说明不同的部分和属性：

复制

/dts-v1/;  // 设备树版本号



/ {

    model = "My Embedded System";  // 设备树的顶级节点，定义了设备树的属性



    /* 串口节点 */

    serial@40010000 {  // 串口控制器的节点

        compatible = "st,stm32-uart";  // 兼容性字符串，用于匹配相应的驱动程序

        reg = <0x40010000 0x400>;  // 串口控制器的物理地址和大小

        interrupts = <0 26 4>;  // 中断控制器中对应的中断号

        status = "okay";  // 节点状态，"okay" 表示可用



        /* 时钟节点 */

        clocks {

            #clock-cells = <1>;  // 时钟单元的个数



            clock-frequency = <16000000>;  // 时钟频率

        };



        /* 引脚映射 */

        pinctrl-0 = <&uart_pins>;  // 引脚配置标识符



        uart_pins: pinmux_uart {

            pins {

                pinmux = <PIN_PA9__USART1_TX

                          PIN_PA10__USART1_RX>;



                bias-disable;

                input-enable;

            };

        };

    };



    /* LED节点 */

    led@40020000 {

        compatible = "gpio-leds";  // 兼容性字符串

        reg = <0x40020000 0x1000>;  // LED控制器的物理地址和大小

        gpio-controller;

        #gpio-cells = <2>;  // GPIO单元的个数



        led[url=home.php?mod=space&uid=2514928]@0[/url] {

            label = "led1";  // LED标签

            gpios = <&gpioa 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;  // GPIO控制器和引脚号

            linux,default-trigger = "heartbeat";  // 默认的LED触发器

        };

    };

};

上述示例演示了一个简单的设备树，包含了串口和LED节点的描述。注释部分对不同的节点和属性进行了解释。

这只是一个简单的示例，设备树可以包含更多的设备节点、属性和子节点来描述系统中的各种硬件设备和其配置。通过编写设备树，操作系统可以根据设备树文件的描述正确地配置硬件资源，并加载相应的驱动程序，以便与硬件设备进行交互。