ARM Device Tree：从混乱到清晰的硬件描述框架

ARM-Device-Tree，即设备树（Device Tree），起源于Linux 2.6时代的ARM架构，是在面临Linux内核中大量冗余板级描述代码问题时引入的一种创新解决方案。在此之前，ARM架构下的板级硬件配置，如platform devices、resource、I2C和SPI信息，以及其他硬件数据，大量存在于`arch/arm/plat-xxx`和`arch/arm/mach-xxx`等目录中，导致代码冗余且不易管理。 在2011年，随着Linus Torvalds对当时ARM内核开发的不满，Device Tree的概念逐渐进入ARM社区的视野。它借鉴了OpenFirmware（OF）的设计理念，采用Flattened Device Tree（FDT）的形式，通过`.dts`（Device Tree Source）文本文件来描述硬件，这是一种简洁、结构化的数据结构，以ASCII文本方式呈现，便于人类理解和维护。 Device Tree的核心是由一系列命名的节点（nodes）和属性（properties）构成的树形结构。节点代表硬件组件，例如CPU、内存、总线、外设、中断控制器、GPIO、时钟等，每个节点都有其特定的名称和功能描述。属性则是键值对形式，用来提供更详细的信息，比如CPU类型、内存地址和大小、设备连接关系、中断配置等。这样的设计使得硬件信息不再硬编码在内核中，而是通过Device Tree动态传递给内核，极大地提高了代码的可读性和可维护性。 Bootloader负责解析Device Tree并将之传递给内核，内核根据接收到的树状结构初始化相应的平台设备、I2C客户端等，这样可以减少内核代码中的重复，优化硬件驱动管理。此外，由于Device Tree的灵活性，它支持多种SoC（System-on-Chip）和不同的电路板，使得一个SoC的公共部分或多个机器共享的硬件描述可以被封装在`.dtsi`（Device Tree Source Interface）文件中，类似于C语言的头文件，进一步提升了代码复用性和模块化。 总结来说，ARM-Device-Tree是Linux内核管理ARM硬件的一种革命性方法，通过简化硬件描述、提高代码可读性，促进了ARM架构的设备驱动管理标准化和高效性。它的使用显著减少了内核代码的冗余，提升了硬件抽象和适配能力，对现代嵌入式系统的开发具有重要意义。