inux 设备树 （一） 初探

Linux使用设备树历史

Linux设备树最初是由Grant Likely于2007年提出的，作为一种描述硬件信息的机制。在此之前，Linux内核通常使用硬编码的硬件信息，这样很难支持多种配置。然而，硬件的发展和复杂性不断增加，这导致了内核中硬件描述信息的不断增加和混乱。

因此，Linux社区开始着手制定一种更好的方式来描述硬件信息。这便是Linux设备树的雏形。最初，设备树是作为PowerPC架构上的一种机制，用于描述Open Firmware标准下的硬件配置信息。

随着时间的推移，Linux设备树开始在其他架构和板子上得到了广泛的应用和支持。现在，Linux设备树已经成为Linux内核中描述硬件信息的标准机制，广泛应用于嵌入式系统和其他类型的Linux设备。

Linux使用设备树要解决的问题

硬件描述的标准化：设备树提供了一种标准化的描述硬件的方式，将硬件与软件分离，降低了对内核的依赖性。

跨平台移植：不同的处理器架构和不同的硬件平台，设备树提供了一种跨平台移植的方式，使得Linux内核可以更容易地适配到各种不同的硬件平台上。

可维护性：设备树将硬件描述从内核代码中抽离出来，使得内核代码更易于维护，开发者可以根据需要修改硬件描述的部分，而无需修改内核代码。

动态修改：设备树可以在运行时动态修改，这允许系统管理员进行硬件配置的更改，而不需要重新编译整个内核。

Linux使用设备树的基本步骤

在内核启动时，设备树必须与内核一起加载。

在设备树中，每个设备都由一个节点表示。每个节点都有一个唯一的名称，并包含设备的属性列表。

设备树由.dts文件描述，可以手动编写或使用设备树编辑器来生成。.dts文件通常是在开发板制造商提供的基础上进行修改的。

将.dts文件编译成二进制设备树(.dtb)格式。这可以使用内核提供的命令dtc来完成。运行命令“dtc -I dts -O dtb -o device-tree.dtb device-tree.dts”来将.dts文件编译成.dtb文件。

在启动时，内核将加载设备树，其中包含有关硬件设置的信息。这些信息可供驱动程序访问。

设备树的信息可以通过/sys/firmware/devicetree/base目录下的一些文件来访问，例如/sys/firmware/devicetree/base/compatible包含有关设备兼容性的信息。

Linux设备树 dts dtb dtso 文件

DTS（Device Tree Source）文件：是设备树源文件，它使用一种类似于C的语法来描述设备的硬件信息和配置。DTS文件通常被放置在设备树源码树中的arch//boot/dts目录下。

DTB（Device Tree Blob）文件：是经过编译后的设备树文件，通常位于/boot目录下。它是一组机器可读的二进制数据，包含了描述硬件设备信息和配置的数据结构。

DTSO（Device Tree Source Overlay）文件：是设备树源覆盖文件，用于在运行时动态修改设备树信息。它可以通过覆盖设备树中的节点和属性，来修改设备树中的硬件设备信息和配置。

Linux设备树的优势

去中心化配置：设备树将硬件配置信息从内核中分离出来，从而实现了去中心化配置。这使得内核无需在启动时扫描硬件设备，大大缩短了启动时间。

去除重复代码：在之前的内核开发中，硬件设备常常需要在多个驱动程序中进行配置和初始化。使用设备树可以避免重复的代码，提高了代码的可重用性和开发效率。

稳定性：设备树规范了硬件和内核的接口，从而增强了内核的稳定性。此外，设备树的结构清晰，使得开发人员可以更轻松地进行调试和维护。

灵活性：设备树可以在系统运行时动态修改，并且该修改可以在不重启系统的情况下生效。这为系统的灵活性提供了很大的空间。