理解Linux DTS的作用及用法

理解linux DTS的作用及用法

在嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)中，設(shè)備樹（Device Tree，簡稱DTS）是一種描述硬件設(shè)備及其在系統(tǒng)中的連接關(guān)系和屬性的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。設(shè)備樹使得Linux內(nèi)核能夠在不同的硬件平臺上靈活地運(yùn)行，而無需對內(nèi)核進(jìn)行修改。在本文中，將介紹Linux DTS的作用及用法，并提供具體的代碼示例來幫助讀者更好地理解。

1. 設(shè)備樹的作用

設(shè)備樹的主要作用是描述硬件設(shè)備的信息，包括但不限于硬件的類型、地址、中斷號、GPIO引腳等，并規(guī)定了這些硬件設(shè)備之間的連接關(guān)系。通過設(shè)備樹，Linux內(nèi)核可以在啟動(dòng)過程中動(dòng)態(tài)地識別硬件設(shè)備及其屬性，從而正確地配置硬件資源，使得內(nèi)核能夠順利地與硬件設(shè)備進(jìn)行通信。

另外，設(shè)備樹還可以通過描述設(shè)備樹片段（*.dtsi文件）來實(shí)現(xiàn)硬件模塊的復(fù)用，從而提高代碼的可維護(hù)性和可重用性。通過組合不同的設(shè)備樹片段，可以靈活地配置硬件資源，方便定制不同的硬件平臺。

2. 設(shè)備樹的相關(guān)概念

在使用設(shè)備樹時(shí)，需要了解以下幾個(gè)重要概念：

• 設(shè)備樹源文件（DTS）： 設(shè)備樹源文件是用來描述硬件設(shè)備信息的文本文件，通常以.dts為擴(kuò)展名。在Linux內(nèi)核編譯時(shí)，設(shè)備樹源文件會被編譯成二進(jìn)制的設(shè)備樹文件（*.dtb），供內(nèi)核使用。
• 設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)： 設(shè)備樹中的每個(gè)硬件設(shè)備或節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)對應(yīng)的設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含了該硬件設(shè)備的相關(guān)信息，如設(shè)備類型、地址、中斷號、寄存器地址等。
• 設(shè)備樹綁定： 設(shè)備樹綁定指的是將設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)與相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定的過程。設(shè)備樹中的節(jié)點(diǎn)會通過匹配設(shè)備樹與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來加載相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)。

3. 設(shè)備樹的基本結(jié)構(gòu)

設(shè)備樹源文件的基本結(jié)構(gòu)由節(jié)點(diǎn)（node）和屬性（Property）組成。節(jié)點(diǎn)用來描述硬件設(shè)備，屬性用來描述節(jié)點(diǎn)的屬性信息。以下是一個(gè)簡單的設(shè)備樹源文件示例：

/dts-v1/;  #include <dt-bindings>  / {     compatible = "myboard, mydevice";          mydevice {         compatible = "mydevice";         reg = ;         interrupts = ;         gpio = ;     }; };</dt-bindings>

在上面的示例中，mydevice表示一個(gè)硬件設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，包含了設(shè)備的compatible屬性、寄存器地址、中斷號以及GPIO引腳的信息。

4. 設(shè)備樹的使用示例

下面將以一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)程序?yàn)槔故救绾问褂迷O(shè)備樹來描述硬件設(shè)備，并將其與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行綁定。

4.1 編寫設(shè)備樹源文件

首先，創(chuàng)建一個(gè)LED設(shè)備樹源文件led.dts，并添加如下內(nèi)容：

/dts-v1/;  / {     compatible = "myboard, myled";          myled {         compatible = "myled";         reg = ;         gpio = ;     }; };

4.2 編寫LED設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序

接著，編寫LED設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序led_driver.c，示例代碼如下：

#include <linux> #include <linux>  static struct platform_device led_device = {     .name = "myled",     .id = -1, };  static int __init led_driver_init(void) {     platform_device_register(&amp;led_device);     pr_info("LED driver initialized ");     return 0; }  static void __exit led_driver_exit(void) {     platform_device_unregister(&amp;led_device);     pr_info("LED driver exited "); }  module_init(led_driver_init); module_exit(led_driver_exit);  MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("Author Name"); MODULE_DESCRIPTION("LED Driver");</linux></linux>

4.3 修改Makefile并編譯內(nèi)核

在驅(qū)動(dòng)程序的Makefile中添加編譯規(guī)則，并編譯內(nèi)核生成設(shè)備樹二進(jìn)制文件led.dtb：

obj-m += led_driver.o  all:     make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -C /path/to/kernel M=$(PWD) modules     dtc -I dts -O dtb -o led.dtb led.dts

4.4 加載設(shè)備樹和驅(qū)動(dòng)程序

在Linux啟動(dòng)過程中，加載設(shè)備樹文件led.dtb：

# cp led.dtb /boot/ # echo "dtb=led.dtb" >> /boot/uEnv.txt

然后加載LED設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：

# insmod led_driver.ko

結(jié)語

通過以上代碼示例，讀者可以更深入地了解設(shè)備樹在Linux內(nèi)核中的作用及用法。設(shè)備樹提供了一種靈活、可擴(kuò)展的硬件描述方式，使得Linux內(nèi)核能夠適應(yīng)不同硬件平臺的需求。在實(shí)際開發(fā)中，合理使用設(shè)備樹可以大大簡化嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程，提高開發(fā)效率。