Verstehen Sie die Rolle und Verwendung von Linux DTS

Verstehen Sie die Rolle und Verwendung von Linux DTS

Bei der Entwicklung eingebetteter Linux-Systeme ist Device Tree (kurz DTS) eine Datenstruktur, die Hardwaregeräte und ihre Verbindungsbeziehungen und Attribute im System beschreibt. Der Gerätebaum ermöglicht es dem Linux-Kernel, flexibel auf verschiedenen Hardwareplattformen zu laufen, ohne den Kernel zu modifizieren. In diesem Artikel werden die Funktion und Verwendung von Linux DTS vorgestellt und spezifische Codebeispiele bereitgestellt, um den Lesern ein besseres Verständnis zu erleichtern.

1. Die Funktion des Gerätebaums

Die Hauptfunktion des Gerätebaums besteht darin, die Informationen des Hardwaregeräts zu beschreiben, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Hardwaretyp, Adresse, Interrupt-Nummer, GPIO-Pin usw. und legt die Verbindung zwischen diesen Hardwaregeräten fest. Über den Gerätebaum kann der Linux-Kernel während des Startvorgangs Hardwaregeräte und deren Attribute dynamisch identifizieren, wodurch Hardwareressourcen korrekt konfiguriert werden und der Kernel eine reibungslose Kommunikation mit Hardwaregeräten ermöglicht.

Darüber hinaus kann der Gerätebaum auch die Wiederverwendung von Hardwaremodulen realisieren, indem er Gerätebaumfragmente (*.dtsi-Dateien) beschreibt, wodurch die Wartbarkeit und Wiederverwendbarkeit des Codes verbessert wird. Durch die Kombination verschiedener Gerätebaumfragmente können Hardwareressourcen flexibel konfiguriert werden, um die Anpassung verschiedener Hardwareplattformen zu erleichtern.

2. Verwandte Konzepte des Gerätebaums

Bei der Verwendung des Gerätebaums müssen Sie die folgenden wichtigen Konzepte verstehen:

• Gerätebaum-Quelldatei (DTS): Gerätebaum-Quelldatei wird zur Beschreibung von Hardware-Geräteinformationen verwendet Dateien, normalerweise mit der Erweiterung .dts. Wenn der Linux-Kernel kompiliert wird, wird die Gerätebaum-Quelldatei in eine binäre Gerätebaumdatei (*.dtb) zur Verwendung durch den Kernel kompiliert.
• Gerätebaumknoten: Jedes Hardwaregerät oder jeder Knoten im Gerätebaum verfügt über einen entsprechenden Gerätebaumknoten. Jeder Knoten enthält Informationen zum Hardwaregerät, z. B. Gerätetyp, Adresse, Interrupt-Nummer, Registeradresse usw.
• Gerätebaumbindung: Gerätebaumbindung bezieht sich auf den Prozess der Bindung von Gerätebaumknoten an entsprechende Gerätetreiber. Knoten im Gerätebaum laden den entsprechenden Treiber, indem sie den Gerätebaum mit dem Gerätetreiber abgleichen.

3. Die Grundstruktur des Gerätebaums

Die Grundstruktur der Gerätebaum-Quelldatei besteht aus Knoten und Eigenschaften. Knoten werden zur Beschreibung von Hardwaregeräten verwendet, und Attribute werden zur Beschreibung der Attributinformationen von Knoten verwendet. Das Folgende ist ein einfaches Beispiel für eine Gerätebaum-Quelldatei:

/dts-v1/;

#include <dt-bindings/gpio/gpio.h>

/ {
    compatible = "myboard, mydevice";
    
    mydevice {
        compatible = "mydevice";
        reg = <0x100000 0x1000>;
        interrupts = <0 2>;
        gpio = <&gpio1 10 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };
};

Im obigen Beispiel stellt mydevice einen Knoten eines Hardwaregeräts dar, einschließlich der kompatiblen Attribute, Registeradressen, Interrupt-Nummern und GPIO-Referenzen des Geräts . Fußinformationen. mydevice表示一个硬件设备的节点，包含了设备的compatible属性、寄存器地址、中断号以及GPIO引脚的信息。

4. 设备树的使用示例

下面将以一个LED驱动程序为例，展示如何使用设备树来描述硬件设备，并将其与设备驱动程序进行绑定。

4.1 编写设备树源文件

首先，创建一个LED设备树源文件led.dts，并添加如下内容：

/dts-v1/;

/ {
    compatible = "myboard, myled";
    
    myled {
        compatible = "myled";
        reg = <0x200000 0x1000>;
        gpio = <&gpio1 20 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    };
};

4.2 编写LED设备驱动程序

接着，编写LED设备驱动程序led_driver.c，示例代码如下：

#include <linux/module.h>
#include <linux/platform_device.h>

static struct platform_device led_device = {
    .name = "myled",
    .id = -1,
};

static int __init led_driver_init(void)
{
    platform_device_register(&led_device);
    pr_info("LED driver initialized
");
    return 0;
}

static void __exit led_driver_exit(void)
{
    platform_device_unregister(&led_device);
    pr_info("LED driver exited
");
}

module_init(led_driver_init);
module_exit(led_driver_exit);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Author Name");
MODULE_DESCRIPTION("LED Driver");

4.3 修改Makefile并编译内核

在驱动程序的Makefile中添加编译规则，并编译内核生成设备树二进制文件led.dtb：

obj-m += led_driver.o

all:
    make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -C /path/to/kernel M=$(PWD) modules
    dtc -I dts -O dtb -o led.dtb led.dts

4.4 加载设备树和驱动程序

在Linux启动过程中，加载设备树文件led.dtb

4. Beispiel für die Verwendung des Gerätebaums

Im Folgenden wird anhand eines LED-Treibers gezeigt, wie der Gerätebaum zum Beschreiben des Hardwaregeräts und zum Binden an den Gerätetreiber verwendet wird.

4.1 Gerätebaum-Quelldatei schreiben

Erstellen Sie zunächst eine LED-Gerätebaum-Quelldatei led.dts und fügen Sie den folgenden Inhalt hinzu:

# cp led.dtb /boot/
# echo "dtb=led.dtb" >> /boot/uEnv.txt

4.2 LED-Gerätetreiber schreiben Programmieren

Als nächstes schreiben Sie den LED-Gerätetreiber led_driver.c. Der Beispielcode lautet wie folgt: 🎜

# insmod led_driver.ko

4.3 Ändern Sie das Makefile und kompilieren Sie den Kernel

🎜In Fügen Sie dem Makefile des Treibers Kompilierungsregeln hinzu und kompilieren Sie den Kernel, um die Gerätebaum-Binärdatei led.dtb zu generieren: 🎜rrreee

4.4 Laden des Gerätebaums und des Treibers

🎜Während des Linux-Startvorgang, laden Sie die Gerätebaumdatei led.dtb: 🎜rrreee🎜Dann laden Sie den LED-Gerätetreiber: 🎜rrreee🎜Fazit🎜🎜Durch die obigen Codebeispiele können Leser ein tieferes Verständnis dafür erlangen Rolle und Verwendung des Gerätebaums im Linux-Kernel. Der Gerätebaum bietet eine flexible und erweiterbare Hardwarebeschreibungsmethode, die es dem Linux-Kernel ermöglicht, sich an die Anforderungen verschiedener Hardwareplattformen anzupassen. In der tatsächlichen Entwicklung kann die rationelle Verwendung von Gerätebäumen den Entwicklungsprozess eingebetteter Systeme erheblich vereinfachen und die Entwicklungseffizienz verbessern. 🎜

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonVerstehen Sie die Rolle und Verwendung von Linux DTS. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!