Linux设备树与Pinctrl简介

"Linux设备树和Pinctrl是Linux操作系统中用于描述硬件平台的重要机制，主要目的是减少内核中的板级特定代码，实现硬件信息的独立描述。设备树通过bootloader传递给内核，使得内核可以更加通用和轻量化。" 在Linux系统中，设备树（Device Tree）是一个关键的概念，它起源于Open Firmware标准，用于描述硬件结构，包括CPU、内存、总线、外设、中断、GPIO和时钟等信息。这一数据结构允许操作系统在运行时动态地了解硬件配置，而不必在内核源码中硬编码具体的细节。设备树的引入解决了早期Linux内核中针对不同硬件平台的大量重复代码问题，降低了内核的复杂性和冗余。 设备树通常由`.dts`（Device Tree Source）文件编写，这是一种文本格式，易于阅读和编辑。编译后的设备树文件会生成`.dtb`（Device Tree Blob）或`.dtbo`（Device Tree Overlay）文件，这些文件在系统启动时由bootloader加载给内核。通过这种方式，内核可以在不知道具体硬件细节的情况下，根据设备树信息正确初始化和管理硬件资源。 Pinctrl（Pin Control）是设备树中一个重要的部分，它负责管理系统的GPIO（General Purpose Input/Output）引脚。在设备树中定义Pinctrl，可以指定GPIO引脚的功能、模式、速度、驱动强度等属性，以及它们在不同设备或功能间的切换。这样，驱动程序可以使用Pinctrl接口来配置GPIO，而无需关心底层硬件的细节，增强了代码的复用性和可维护性。 在设备树中，Pinctrl的使用通常包含以下步骤： 1. 定义GPIO控制器节点，描述GPIO控制器的属性，如名称、地址等。 2. 为每个需要使用GPIO的设备创建Pinctrl节点，定义对应的引脚配置。 3. 在设备节点下引用Pinctrl节点，指示该设备使用的Pinctrl配置。 4. 驱动程序通过内核提供的Pinctrl API来获取和设置GPIO引脚的状态。 块设备（Block Device）是Linux内核中的一种抽象，代表能够进行块读写操作的存储设备，如硬盘、SSD、光驱等。在设备树中，也会定义块设备的相关信息，如设备的名称、主设备号、次设备号、容量等，以便内核正确识别和管理这些设备。 设备树和Pinctrl的结合使用，极大地简化了Linux内核对硬件的支持，使得内核可以更专注于其核心功能，而将硬件配置的任务交给了设备树。这种解耦使得内核更加通用，同时使得针对不同硬件平台的移植工作变得更为容易，只需要更新相应的设备树文件，而不需要改动内核源码。