ARM Linux设备树(DTS)详解及其在OpenWrt中的应用

DTS文件，全称为Device Tree Source，是在ARM架构的Linux系统中用于描述硬件配置和设备特性的数据结构。随着ARM Linux的发展，原有的板级硬件描述方式变得复杂且冗余，不利于代码维护。 Linus Torvalds在2011年的邮件中表达了对ARM Linux中大量硬编码板级细节的不满，这促使了Flattened Device Tree（FDT）的概念引入。 FDT源于Open Firmware（OF），最初是用于PowerPC等体系结构的设备描述技术。在Linux 2.6版本之后，ARM架构开始采用Device Tree，这一变化带来了显著的优势：将硬件的详细信息从内核的arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx模块中分离出来，简化了代码，使得硬件配置不再受限于内核硬编码，从而提高了灵活性和可维护性。 Device Tree由一系列节点（nodes）和属性（properties）构成，每个节点可以包含子节点，属性则是名称与值的对应关系。通过DTS，可以描述的关键信息包括但不限于： 1. 处理器数量和类型：清晰定义CPU的规格和型号。 2. 内存布局：内存基地址和总大小，有助于初始化和管理内存资源。 3. 总线和桥接器：表示芯片之间的通信路径，如PCI-E、USB等。 4. 设备连接：外部设备的接口和配置信息，如I2C、SPI、UART等。 5. 中断控制器：中断请求的管理和分配。 6. GPIO（通用输入/输出）控制器：控制外部设备的输入输出功能。 7. 时钟管理：描述时钟源及其频率设置，对于系统时序至关重要。 在Linux启动流程中，Bootloader将读取DTS文件，构建设备树，并将其传递给内核。内核利用这些信息动态加载平台设备和配置相应的驱动程序，减少了内核代码的冗余，增强了系统的可扩展性和可配置性。因此，DTS文件在OpenWRT这样的嵌入式Linux环境中尤其重要，它不仅提高了开发效率，还使得设备驱动的维护和移植变得更加简洁。