Linux设备树(DTS)介绍

dts,即device tree source,是一种以文本形式存在的文件,用于描述硬件信息。这些信息通常是固定的,不能更改,也不能进行overlay。

Linux设备树(DTS)介绍

设备树的起源可以追溯到linux内核源码中。之前,内核中充斥着大量的平台相关配置,这些配置代码杂乱且重复,给ARM体系结构的代码维护者和内核维护者带来了巨大的工作量。2011年3月17日,Linus Torvalds在ARM Linux邮件列表中表达了对这种情况的不满,称“Gaah. Guys, this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass”。这促使ARM社区重新审视平台配置问题,最终采用了设备树(Device Tree,DT)。需要指出的是,设备树最初是由开发固件(Open Firmware)使用的一部分,用于向客户程序(通常是操作系统)传递数据。在运行时,客户程序通过设备树发现设备的拓扑结构,从而避免将硬件信息硬编码到程序中。

设备树的作用是描述硬件的数据结构,可以将其视为一个大结构体,其中包含具体的设备。然而,设备树并不能解决所有的硬件配置问题(如机器识别),它只是一种将硬件配置从Linux内核源码中提取出来的语言。

Linux使用设备树的主要原因包括:

A:平台识别

B:实时配置

C:设备植入

设备树解耦的目标包括:

目标一:将与供应商相关的修改完全独立出来,不允许在SOC原生的dtsi文件中进行修改,只能以dtbo的方式存在。

目标二:同一基线项目的dtbo需要共用二进制文件。

设备树解耦框架设计如下:

Linux设备树(DTS)介绍

设备树识别原理及设备树共用二进制文件的原理是:项目号(Project No)和PCB ID两个变量与dtbo文件中的两个属性“dtsi_No”和“pcb_No”完全匹配,就可以找到对应的dtbo文件。dtbo可以通过Makefile的控制打包到dtbo.img中,从而实现共用二进制文件。

设备树代码架构如下:

Linux设备树(DTS)介绍

设备树overlay的规则如下:

规则1:对于同一个节点的设置,dts文件中的配置会覆盖dtsi文件中的配置。

规则2:对于节点的修改,需要先引用后修改。例如,原生节点定义如下:

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如果需要在reserved-memory节点中添加新节点或直接修改其属性,必须先引用reserved_memory节点(注意节点的引用名与节点名可以不一致)。

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如上例所示,引用reserved-memory节点后,删除了ranges属性和hyp_mem节点,并添加了kboot_uboot_logmem节点。

规则3:只有在引用申明的节点下,dtsi文件中的“&节点名”才会生效,否则引用点将不生效。例如,firmware节点下fstab节点的定义如下:

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firmware:firmware中“:”之前的内容为引用申明,只有申明后才可以在其他地方引用。Firmware下的fstab节点没有引用声明,因此在其他位置不能引用。如果要修改fstab节点中的属性,需要引用firmware节点然后修改其属性,如下例所示:

Linux设备树(DTS)介绍

对于同一个节点的设置,dts文件中的内容会覆盖dtsi文件中的内容。

在调试过程中,如果没有达到预期效果,需要先确定修改是否已编译到对应的dtbo.img中,这时需要反编译dtbo.img。

反编译工具自带于代码中,只需初始化一下环境变量即可使用。初始化指令如下:

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反编译dtb.img和dtbo.img。

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