怎么使用linux设备树

一、基础概念

设备树（Device Tree）是一种数据结构，用于描述硬件的配置信息。在Linux系统中，它以一种树状结构来表示系统中的各种设备及其连接关系、属性等。

二、优势

1. 硬件抽象
   • 方便不同硬件平台之间的移植。例如，在嵌入式系统中，针对不同的芯片组或板卡，只需要修改设备树文件即可让内核识别相应的硬件。

• 减少内核代码冗余
  • 内核不需要包含特定硬件的详细配置代码。因为设备树已经描述了硬件情况，内核根据设备树来初始化设备。
• 易于维护
  • 硬件相关的配置集中在一个地方（设备树文件），便于管理和更新。

三、类型

1. Flattened Device Tree (FDT)
   • 这是一种常见的格式，以一种扁平的结构存储设备树信息，通常以.dtb（Device Tree Blob）文件的形式存在。

• Device Tree Source (DTS)
  • 是人类可读的文本格式，用于编写设备树内容，然后通过编译工具（如dtc）转换为.dtb文件。

四、应用场景

1. 嵌入式系统
   • 在物联网设备、工业控制设备等嵌入式系统中广泛应用。例如，在一个基于ARM架构的物联网网关设备中，设备树描述了网卡、串口、GPIO等设备的信息，以便Linux内核正确初始化这些设备。

• 定制化硬件平台
  • 当构建特定功能的硬件平台，如视频监控设备中的特定图像传感器与处理芯片组合时，设备树用于告知Linux系统如何配置这些硬件资源。

五、在Linux中的使用步骤

1. 编写设备树源文件（DTS）
   • 例如，创建一个简单的my_device_tree.dts文件来描述一个包含LED和串口的简单硬件平台：
   • 例如，创建一个简单的my_device_tree.dts文件来描述一个包含LED和串口的简单硬件平台：
   • 这里定义了一个根节点/，下面有led和serial两个设备节点，分别描述了LED和串口的相关属性，如兼容性、GPIO引脚（对于LED）、寄存器地址（对于串口）和中断号等。

• 编译设备树源文件
  • 使用dtc（Device Tree Compiler）工具。在命令行中执行dtc -I dts -O dtb my_device_tree.dts -o my_device_tree.dtb，这将把.dts文件编译为.dtb文件。
• 将设备树文件传递给内核
  • 在启动Linux内核时，可以通过多种方式传递设备树文件。例如，在u - boot引导加载程序中，可以将设备树文件加载到内存中的特定位置，然后让内核从这个位置读取设备树信息。在启动命令中可能会有类似bootz kernel_address - dtb_address这样的参数来指定内核和设备树的地址。

如果遇到设备树相关的问题：

一、设备树节点属性错误

1. 原因
   • 可能是对硬件寄存器地址、中断号等属性的错误配置。例如，在上述例子中，如果将串口的寄存器地址写错，内核在初始化串口时就会失败。

• 解决方法
  • 仔细检查设备树源文件中的每个节点属性，参考硬件的数据手册确定正确的值。

二、设备树与内核不兼容

1. 原因
   • 设备树的格式或者使用的某些特性可能不被当前内核版本支持。

• 解决方法
  • 检查内核版本对设备树的支持情况，必要时升级内核或者修改设备树文件以符合内核要求。