Linux设备树规格详解：从入门到精通

本文档是关于Linux设备树（Device Tree）规格化的版本v0.3，它详细介绍了Linux系统中用于描述硬件配置和设备关系的架构。设备树在内核开发、驱动程序设计以及教育学习中扮演着关键角色，因为其提供了一种统一的、灵活的方式来组织和表达硬件组件及其连接。 1. **介绍**： - 目的与范围：文档旨在明确设备树的用途，包括定义硬件设备的结构、属性和关联，适用于所有使用Linux系统的开发者，特别是内核开发者和驱动程序作者，以及学习者。 - 关系到IEEE 1275和ePAPR：设备树与IEEE 1275（工业标准的可扩展固件接口）和ePAPR（电子产品可编程属性报告规范）有所联系，但文档重点在于Linux特定的实现和扩展。 - 32/64位支持：设备树设计考虑到了不同位宽平台的兼容性，确保了跨平台的可移植性。 2. **设备树的结构**： - **节点名称**：每个硬件组件或功能在设备树中都有一个唯一的名称，遵循一定的命名规则，如使用驼峰式命名法。 - **通用名称推荐**：提供了对通用硬件类型（如处理器、内存、外设）的推荐命名方式，便于理解和识别。 - **路径名称**：通过路径表示设备之间的层次关系，如树状结构，有助于理解和管理硬件配置。 - **属性**：每个节点都有与其相关的属性，如`compatible`（标识硬件类型）、`model`（设备型号）、`phandle`（物理地址指针）等，这些属性提供了设备的关键信息。 3. **标准属性**： - `compatible`：用于描述设备的兼容性，指定它遵循哪个硬件模型或规范。 - `model`：提供设备的型号或描述信息。 - `phandle`：存储设备的硬件指针，方便内核代码引用。 - `status`：设备的状态，如`okay`、`disabled`或`reserved`。 - `#address-cells`和`#size-cells`：用于表示内存和IO地址的单元数量。 - `reg`：区域寄存器描述，包括起始地址、长度等。 - `virtual-reg`：虚拟寄存器信息，用于映射。 - `ranges`和`dma-ranges`：分别处理内存和DMA范围的定义。 - 提供了`name`和`device_type`的弃用说明，可能已被更现代的属性所取代。 4. **中断处理**： - 设备树中详细说明了如何配置中断源设备的属性，以及中断控制器的处理方法。 - 包括中断源设备的触发行为、中断控制器的分配以及中断连接（Interrupt Nexus）的属性定义。 - 有示例说明中断映射的具体实现。 5. **Nexus节点与规范映射**： - Nexus节点是设备树中用来链接不同功能的特殊节点，如总线、接口等。 - Nexus节点有自己的属性，如`interrupts`和`clocks`，用于处理中断和时钟资源的关联。 - 规范映射示例展示了如何在设备树中正确地将硬件特性与已知规范进行匹配。 6. **设备节点的要求**： - 基础设备节点需要满足特定的格式和结构要求，以确保内核能正确解析和使用设备树信息。 总结起来，本文档详细解释了Linux设备树的语法、结构、关键属性以及中断管理，为开发者提供了构建和理解设备树的全面指南。通过阅读此文档，无论是内核开发者还是驱动程序作者，都可以更好地理解和利用设备树来优化系统配置和性能。