设备树解析:Linux内核的初始化与ARM架构迁移
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更新于2024-08-09
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设备树初始化及解析是Linux内核中关键的模块,它负责处理设备树(Device Tree Blob,DTB)数据,这是一种描述硬件配置的结构化数据,旨在简化硬件驱动的编写和维护。在ARM架构中,随着DeviceTree的引入,内核的硬件依赖减少,提高了系统的可移植性和管理效率。
设备树的解析流程大致分为以下几个步骤:
1. 内核启动时,从U-Boot传递过来的镜像基地址会被用于初始化过程。这是设备树加载的起点。
2. `early_init_dt_scan()`函数在这个阶段被调用,它获取内核初期所需的重要系统引导参数,如bootargs和cmd_line,这些参数对后续的系统配置至关重要。
3. 在`start_kernel()`函数中,进一步执行内核的第二阶段初始化,包括调用`setup_arch()`函数,这里会根据引导参数设置架构特定的配置。
4. 紧接着,`unflatten_device_tree()`函数解析`.dtb`文件,将扁平化的设备树转换成一个由`device_node`结构组成的单链表。`of_allnodes`全局变量则指向这个链表的头节点,成为后续硬件资源获取的关键。
5. Linux内核利用Open Firmware (OF) 提供的API函数,根据`of_allnodes`链表中的信息来初始化内核的各个子系统,如设备驱动、I2C、SPI等,同时分配相应的内存和中断资源给这些硬件组件。
6. 设备树不仅包含了CPU类型和数量、内存配置、总线与桥接、外设连接等基础信息,还包括中断控制器、GPIO和时钟控制器的详细配置,使得Linux内核能够根据这些信息动态加载并配置硬件。
通常,设备树的描述工作在编译阶段由`.dts`文本文件完成,然后由Device Tree Compiler (dtc) 转换成二进制形式的`.dtb`文件。这个过程将原本分散在多个架构文件中的硬件描述标准化,减少了内核代码中的冗余,提高了代码的清晰度和维护性。
设备树初始化及解析是Linux内核核心部分,它通过数据驱动的方式,将硬件配置信息集中管理,使得系统更具灵活性和扩展性,同时也降低了硬件驱动开发的复杂度。
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