ARM Linux 设备树(Device Tree)详解

"ARM Device Tree设备树" ARM Device Tree是Linux操作系统在ARM架构上用来描述硬件配置的一种数据结构，它的引入主要是为了改善以往在ARM Linux中大量硬编码的板级细节问题，使得内核更加模块化和简洁。Linus Torvalds在2011年的声明标志着ARM社区开始重视这个问题，并逐渐采用Flattened Device Tree（FDT）技术，这种技术在PowerPC等其他架构中已经被广泛使用。 Device Tree由节点（node）和属性（property）组成，形成一种层次化的数据结构。每个节点可以包含子节点，并且每个节点都有自己的属性，这些属性由名称（name）和值（value）组成。通过这种方式，Device Tree能够描述丰富的硬件信息，包括但不限于： 1. CPU的数量和类型：Device Tree可以列出系统中存在的CPU核心数量以及它们的类型，如ARMv7或ARMv8架构。 2. 内存信息：内存的基地址和大小是Device Tree中的重要部分，它告诉内核物理内存的布局。 3. 总线和桥：Device Tree描述了不同总线（如AHB、APB等）的存在及其连接关系，还包括总线桥的信息，如哪些设备通过这些桥与CPU相连。 4. 外设连接：外设如串口、网络接口、GPIO控制器、I2C控制器等的连接信息，包括它们的地址和中断信息，都可以在Device Tree中定义。 5. 中断控制器和中断使用：Device Tree提供中断控制器的详细信息，如中断号分配，帮助内核正确配置中断处理。 6. GPIO控制器和GPIO使用情况：用于定义GPIO端口的数目、引脚功能以及如何使用它们。 7. Clock控制器和Clock使用情况：描述系统中的时钟控制器，包括时钟源、频率和其他相关参数，有助于内核动态管理电源和性能。 Bootloader在系统启动时会将编译后的Device Tree Blob传递给Linux内核。内核解析这个Blob，根据其中的信息初始化平台设备（platform_device）、I2C客户端、SPI设备等，从而简化了驱动程序的编写，因为驱动只需要关注与硬件交互的逻辑，而无需关心硬件的具体位置和配置。 ARM Device Tree是Linux在ARM平台上实现硬件抽象的关键技术，它提高了内核的可移植性和可维护性，使得硬件厂商和开发者能够更轻松地适应和管理各种不同的ARM硬件平台。