Linux 驱动中设备树的作用是啥，如何在设备树中描述一个硬件设备？

[辣菜小组组长]

Linux 驱动中设备树的作用是啥，如何在设备树中描述一个硬件设备？ 

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设备树的作用

在 Linux 驱动开发中，设备树（Device Tree）是一种用于描述硬件设备信息的数据结构，它主要有以下几方面的重要作用：

1. 分离硬件描述与内核代码

传统的 Linux 内核中，硬件设备的信息（如设备的地址、中断号等）通常硬编码在内核驱动代码里。当硬件发生变化时，就需要修改内核代码并重新编译，这既麻烦又容易出错。而设备树将硬件设备的描述从内核代码中分离出来，通过一个独立的设备树文件来描述硬件信息，这样在硬件改动时，只需修改设备树文件，无需重新编译内核，提高了开发和维护的效率。

2. 支持多平台和硬件复用

不同的硬件平台可能有不同的设备配置。使用设备树可以针对不同的平台编写不同的设备树文件，内核在启动时根据具体的设备树文件来识别和初始化硬件设备，从而实现对多平台的支持。同时，对于一些通用的硬件设备，也可以在不同的设备树文件中复用设备描述，减少了重复工作。

3. 简化驱动开发

驱动开发者无需再为每个具体的硬件平台去编写特定的初始化代码，而是可以编写通用的驱动程序。驱动程序通过解析设备树中的信息来获取硬件设备的具体参数，从而完成设备的初始化和操作，降低了驱动开发的复杂度。

在设备树中描述一个硬件设备的方法

以下是在设备树中描述一个硬件设备的一般步骤和示例：

1. 基本结构

设备树采用树形结构来描述硬件设备，每个节点代表一个设备或设备组，节点之间通过父子关系连接。一个简单的设备树节点通常包含以下几个部分：

• 节点名：用于标识该节点，格式为 name@address，其中 name 是设备的名称，address 是设备的地址（如果有）。
• 属性：用于描述设备的各种属性，如设备的地址、中断号、时钟频率等。

2. 示例：描述一个 I2C 设备

假设我们要在设备树中描述一个连接到 I2C 总线上的温度传感器，以下是一个示例设备树片段：

// 定义 I2C 控制器节点
i2c@12345678 {
    compatible = "vendor,i2c-controller";
    reg = <0x12345678 0x1000>;  // 寄存器基地址和大小
    interrupts = <0 1 2>;  // 中断信息

    // 定义连接到该 I2C 总线上的温度传感器节点
    temp-sensor@48 {
        compatible = "vendor,temp-sensor";
        reg = <0x48>;  // I2C 设备地址
        status = "okay";  // 设备状态
    };
};

3. 代码解释

• compatible 属性：用于指定设备的兼容性信息，驱动程序通过这个属性来匹配对应的设备。格式为 vendor,device-name，其中 vendor 是设备的厂商名称，device-name 是设备的名称。
• reg 属性：用于指定设备的地址信息。对于 I2C 设备，reg 属性表示设备的 I2C 地址；对于内存映射设备，reg 属性表示设备的寄存器基地址和大小。
• interrupts 属性：用于指定设备的中断信息，如中断号、中断触发方式等。
• status 属性：用于指定设备的状态，常见的值有 "okay" 表示设备正常工作，"disabled" 表示设备禁用。

4. 编译和使用设备树

编写好设备树文件后，需要使用设备树编译器（dtc）将其编译成二进制的设备树 blob（.dtb）文件，然后将该文件传递给内核。具体命令如下：

dtc -I dts -O dtb -o my_device_tree.dtb my_device_tree.dts

其中，my_device_tree.dts 是你的设备树源文件，my_device_tree.dtb 是编译后的设备树 blob 文件。

在启动内核时，需要将编译好的设备树文件传递给内核，可以通过 U-Boot 等引导程序来实现。例如，在 U-Boot 中可以使用以下命令设置设备树文件的路径：

setenv fdtfile my_device_tree.dtb

通过以上步骤，就可以在设备树中描述一个硬件设备，并让内核根据设备树信息来初始化和操作该设备。