Fahami peranan dan penggunaan Linux DTS

Fahami peranan dan penggunaan Linux DTS

Dalam pembangunan sistem Linux terbenam, Device Tree (pendek kata DTS) ialah struktur data yang menerangkan peranti perkakasan serta hubungan dan atribut sambungannya dalam sistem. Pokok peranti membolehkan kernel Linux berjalan secara fleksibel pada platform perkakasan yang berbeza tanpa mengubah suai kernel. Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan peranan dan penggunaan Linux DTS, dan menyediakan contoh kod khusus untuk membantu pembaca memahami dengan lebih baik.

1 Fungsi pokok peranti

Fungsi utama pepohon peranti adalah untuk menerangkan maklumat peranti perkakasan, termasuk tetapi tidak terhad kepada jenis perkakasan, alamat, nombor gangguan, pin GPIO, dll., dan menetapkan sambungan antara hubungan peranti perkakasan ini. Melalui pepohon peranti, kernel Linux secara dinamik boleh mengenal pasti peranti perkakasan dan atributnya semasa proses permulaan, dengan itu mengkonfigurasi sumber perkakasan dengan betul dan membolehkan kernel berkomunikasi dengan peranti perkakasan dengan lancar.

Selain itu, pepohon peranti juga boleh merealisasikan penggunaan semula modul perkakasan dengan menerangkan serpihan pepohon peranti (*.dtsi fail), dengan itu meningkatkan kebolehselenggaraan dan kebolehgunaan semula kod. Dengan menggabungkan serpihan pokok peranti yang berbeza, sumber perkakasan boleh dikonfigurasikan secara fleksibel untuk memudahkan penyesuaian platform perkakasan yang berbeza.

2. Konsep berkaitan pepohon peranti

Apabila menggunakan pepohon peranti, anda perlu memahami konsep penting berikut:

• Fail sumber pepohon peranti (DTS): Fail sumber pepohon peranti digunakan untuk menerangkan maklumat peranti perkakasan fail, biasanya dengan sambungan .dts. Apabila kernel Linux disusun, fail sumber pokok peranti akan disusun menjadi fail pokok peranti binari (*.dtb) untuk digunakan oleh kernel.
• Nod pepohon peranti: Setiap peranti perkakasan atau nod dalam pepohon peranti mempunyai nod pepohon peranti yang sepadan. Setiap nod mengandungi maklumat yang berkaitan dengan peranti perkakasan, seperti jenis peranti, alamat, nombor gangguan, alamat daftar, dsb.
• Pengikatan pokok peranti: Pengikatan pokok peranti merujuk kepada proses mengikat nod pokok peranti kepada pemacu peranti yang sepadan. Nod dalam pepohon peranti memuatkan pemacu yang sepadan dengan memadankan pepohon peranti dengan pemacu peranti.

3. Struktur asas pepohon peranti

Struktur asas fail sumber pepohon peranti terdiri daripada nod dan sifat. Nod digunakan untuk menerangkan peranti perkakasan, dan atribut digunakan untuk menerangkan maklumat atribut nod. Berikut ialah contoh fail sumber pepohon peranti ringkas:

/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>;
    };
};

Dalam contoh di atas, mydevice mewakili nod peranti perkakasan, termasuk atribut serasi peranti, alamat daftar, nombor gangguan dan rujukan GPIO Maklumat kaki. 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. Contoh penggunaan pepohon peranti

Berikut akan mengambil pemacu LED sebagai contoh untuk menunjukkan cara menggunakan pepohon peranti untuk menerangkan peranti perkakasan dan mengikatnya pada pemacu peranti.

4.1 Tulis fail sumber pepohon peranti

Mula-mula, buat fail sumber pepohon peranti LED led.dts dan tambah kandungan berikut:

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

4.2 Tulis pemacu peranti LED Program

Seterusnya, tulis pemacu peranti LED led_driver.c Kod sampel adalah seperti berikut: 🎜

# insmod led_driver.ko

4.3 Ubah suai Makefile dan susun kernel

🎜In. Makefile pemacu Tambah peraturan penyusunan, dan susun kernel untuk menjana fail binari pepohon peranti led.dtb: 🎜rrreee

4.4 Memuatkan pepohon peranti dan pemacu

🎜Semasa Proses permulaan Linux, muatkan fail pokok peranti led.dtb: 🎜rrreee🎜Kemudian muatkan pemacu peranti LED: 🎜rrreee🎜Kesimpulan🎜🎜Melalui contoh kod di atas, pembaca boleh mempunyai pemahaman yang lebih mendalam tentang peranan dan penggunaan pepohon peranti dalam kernel Linux. Pohon peranti menyediakan kaedah penerangan perkakasan yang fleksibel dan boleh diperluaskan, membolehkan kernel Linux menyesuaikan diri dengan keperluan platform perkakasan yang berbeza. Dalam pembangunan sebenar, penggunaan rasional pokok peranti boleh memudahkan proses pembangunan sistem terbenam dan meningkatkan kecekapan pembangunan. 🎜

Atas ialah kandungan terperinci Fahami peranan dan penggunaan Linux DTS. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!