摘要：是不是所有的Linux內(nèi)核都是完美的,？畢竟諸多黑客效力于此，當(dāng)然不是,，至少在內(nèi)核3.x版本之前不是,，之前的代碼臃腫，代碼利用率較低,，直到設(shè)備樹的引入,，徹底改善這一情況；

　　一,、FDT的概念

　　系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí),，Bootloader開始加載，將內(nèi)核文件,，如zImage讀取到內(nèi)存中,，內(nèi)核按照我們的代碼，逐一去配置每個(gè)寄存器,，每個(gè)外設(shè),，似乎沒有什么問題。但是試想一下,，100種ARM芯片,，就要寫100個(gè)配置文件么？當(dāng)然,，如果你非要這么做,，我也無話可說。如果能抽象出一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),，它可以直接抽象出內(nèi)核需要配置的所有硬件以及硬件屬性,，BootLoader預(yù)讀取到內(nèi)存中，在內(nèi)核啟動(dòng)以后,，可以直接配置,，對(duì)于用戶而言，配置MCU的外圍時(shí)我們直接面對(duì)的就只是這個(gè)DTS文件,，極其方便快捷,。FDT準(zhǔn)確來講是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得硬件可以用形如XML的描述語言來描述,。

　　二,、設(shè)備樹結(jié)構(gòu)

　　圖一 設(shè)備樹結(jié)構(gòu)

　　設(shè)備樹一般包含以上內(nèi)容：

　　根節(jié)點(diǎn)“/”下的model ,，這個(gè)一般為字符串類型，它描述了廠商以及板子名稱,；

　　根節(jié)點(diǎn)“/”下的compitable,，這個(gè)一般為字符串類型，用以匹配model選定的開發(fā)板對(duì)應(yīng)的代碼,；包括后續(xù)外圍驅(qū)動(dòng)的匹配均是有這個(gè)compitable來完成,；

　　根節(jié)點(diǎn)“/”下的aliases，這個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)只能放在根節(jié)點(diǎn)目錄,，主要用以存放外設(shè)的別名,，簡(jiǎn)單講，"/soc/aips-bus@02000000/spba-bus@02000000/serial@02020000"其實(shí)是一個(gè)串口,，但是開發(fā)人員自己看起來并不直觀,，我可以在aliases中寫作：serial ="/soc/aips-bus@02000000/spba-bus@02000000/serial@02020000";serial即可代替剛才的串口設(shè)備,；

　　根節(jié)點(diǎn)“/”下的chosen:這個(gè)并非物理設(shè)備節(jié)點(diǎn),，而是內(nèi)核啟動(dòng)參數(shù)的節(jié)點(diǎn)，類似于uboot階段的bootargs參數(shù),；

　　當(dāng)然,，這個(gè)節(jié)點(diǎn)也可以是子節(jié)點(diǎn)，不一定要在根節(jié)點(diǎn)下,；

　　實(shí)例：chosen {

　　stdout-path = &uart1;

　　};

　　?snvs@020b0000:除以上節(jié)點(diǎn),，剩下的我一般稱之為物理設(shè)備節(jié)點(diǎn)（可能不準(zhǔn)確），以snvs外設(shè)舉例,，直接舉例,；

　　實(shí)例：snvs@020b0000{

　　conpitable = “fsl,imx6ul-snvs”;

　　reg = <0x020b0000 0x4000>;

　　interrupts = <0x0 0x4 0x4>;

　　};

　　（1）“@”后面緊跟就是該外設(shè)在MCU總線的地址,，這個(gè)不難理解,，可以理解為外設(shè)的基地址，外設(shè)模型 name@addresss;”

　?。?）“compitable”:如上陳述,，非常關(guān)鍵的屬性，匹配外設(shè)驅(qū)動(dòng),，屬性模型 compitable = “[manufacture,[model]]”;

　?。?）“reg”:該屬性為外設(shè)地址屬性，第一個(gè)參數(shù)為該節(jié)點(diǎn)總線地址,，后者為地址長(zhǎng)度,；

　　（4）“interrupt”:顧名思義,，該外設(shè)的中斷,，para1表示該中斷是不是SPI中斷（shared peripheral interrupt）,，注意名詞區(qū)分，參數(shù)值為1表示為SPI中斷,，反之不是SPI中斷,；para2是該中斷號(hào)；para3表示觸發(fā)方式,，參數(shù)值為1,，表示上升沿觸發(fā)，為4表示高電平觸發(fā),；如果需要低電平以及下降沿觸發(fā),，硬件需要加非門；

　　三,、編譯設(shè)備樹與反編譯

　　設(shè)備樹編譯,，我們都知道使用如下命令編譯：

　　make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-  dtbs  或者

　　make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-  all

　　實(shí)際上，是dtc這個(gè)文件在負(fù)責(zé)把dts解釋成dtb文件,，該文件在內(nèi)核源碼根目錄 ./scripts/dtc

　　編譯命令：

　　./scripts/dtc/dtc –I dts –O dtb /home/gyh/tmp/imx6y2c-256m.dtb  ./arch/arm/boot/dts/imx6y2c-256m.dts

　　反編譯命令：

　　./scripts/dtc/dtc -I dtb -O dts -o /home/gyh/tmp/imx6y2c_asm.dts   ./arch/arm/boot/dts/imx6y2c-256m.dtb

　　對(duì)于Linux命令的使用,，可以使用help cmdname 或者man cmdname，對(duì)于dtc,，非內(nèi)建命令,，man dtc:

　　-I <input format>

　　Input formats are:

　　dts - device tree source text

　　dtb - device tree blob

　　fs - /proc/device-tree style directory

　　-O <output format>

　　Output formats are:

　　dts - device tree source text

　　dtb - device tree blob

　　asm - assembler source

　　系統(tǒng)提供的dts一般引用dtsi這個(gè)母設(shè)備樹，所以大量外設(shè)都是直接引用dtsi中的,，因此很難理解這些字符串是怎樣的匹配驅(qū)動(dòng)程序的,，但是一旦將已經(jīng)生產(chǎn)的dtb文件反編譯，生產(chǎn)的dts文件將更直觀,；但是易讀性也更差,。這并不矛盾；我選擇,，” /”  ,”chosen” ,”aliases”三個(gè)節(jié)點(diǎn)來對(duì)比,。

　　圖二 BSP提供的dts文件

圖三 反編譯的dts文件

　　對(duì)同一個(gè)chosen節(jié)點(diǎn)：BSP中dts描述為stdout-path = &uart1;這樣很難想象它是怎樣把該外設(shè)定義為標(biāo)準(zhǔn)輸出的，但是如果看反編譯文件可以較好的理解,，標(biāo)準(zhǔn)輸出被重定向到某個(gè)可以作為輸出的外設(shè)地址,；

　　四、設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)添加與驗(yàn)證

　?。?）直接在dts文件中查找,，是否已經(jīng)存在你需要的外設(shè)節(jié)點(diǎn)；如果有,，且該外設(shè)支持多從機(jī)或者多節(jié)點(diǎn),，直接在該節(jié)點(diǎn)下面，添加子節(jié)點(diǎn),，以GPIO_LED為例,。

　　圖四 GPIO_LEDS節(jié)點(diǎn)

　?。?）假設(shè)，你需要添加一個(gè)黃色的LED,，那么仿照已經(jīng)存在的節(jié)點(diǎn),，復(fù)制一個(gè)節(jié)點(diǎn)在母節(jié)點(diǎn)下，命名為green-led,同時(shí)用GPIO3_4為該LED驅(qū)動(dòng)引腳,；你希望在arm板上叫他,，My_Cute（這個(gè)名字不好），那么最后修改如下：

　　圖五 增加yellow-led節(jié)點(diǎn)

　?。?）節(jié)點(diǎn)添加完成,，引用了GPIO3_4，所以你需要確認(rèn)該MCU引腳已經(jīng)配置為GPIO功能,，這里直接貼出配置代碼：MX6UL_PAD_LCD_RESET__GPIO3_IO04 0x40017059

　　圖六 引腳配置為GPIO

　　該宏定義MX6UL_PAD_LCD_RESET__GPIO3_IO04在./arch/arm/boot/dts/imx6ull-pinfunc.h中,；針對(duì)同一個(gè)引腳的全部復(fù)用，均定義了宏,，可以直接調(diào)用,；該dts并未直接包含imx6ull-pinfunc.h，在其他dtsi中已經(jīng)包含該頭文件,；

　?。?）如果之前已經(jīng)完全編譯過內(nèi)核,，可以直接編譯dtb,，注意不要make menuconfig或者defconfig，否則會(huì)覆蓋zImage的配置文件.config,；

　　make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-  dtbs

　?。?）編譯完成后，開發(fā)板直接進(jìn)入uboot模式,，tftp網(wǎng)絡(luò)燒寫dtb,，reset重啟生效；

　　run updtb

　?。▊渥ⅲ簎pdtb為組合命令updtb=if tftp ${fdt_file}; then nand erase.part dtb; nand write ${loadaddr} dtb ${filesize}; fi;）

　?。?）如果dtb按照我們理解修改是正確的，那么我們將在開發(fā)板的/sys/class/leds下面看到我們的My_Cute這個(gè)LED節(jié)點(diǎn),；結(jié)果如下：

　　圖七 開發(fā)板設(shè)備截圖

　　其實(shí),，可以看到/sys/class/leds下面的設(shè)備節(jié)點(diǎn)都是指向/devices/platfome/leds目錄的連接文件，也就是這里僅僅是這個(gè)設(shè)備的“快捷方式”,，我們也可以進(jìn)行文件IO操作,；

　　（7）文件IO操作：打開My_Cute節(jié)點(diǎn),，可以看到以下接口可以操作,，但是我們?cè)谔砑覩PIO_LEDS并沒有添加這些屬性,。Brightness, trigger—led亮度以及觸發(fā)方式比較常用，那么問題來了,，為什么會(huì)有這些接口,。因?yàn)樗鼈兝^承了母節(jié)點(diǎn)的屬性，所以我們需要找到母節(jié)點(diǎn)設(shè)備的定義,。

　　圖八 yellow-led的操作接口

　?。?）講道理，所有的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)你都可以嘗試在 ./driver/下面去找,，針對(duì)led類,，我們直接進(jìn)入leds文件夾，發(fā)現(xiàn)leds的驅(qū)動(dòng)leds-gpio.c在,，在這里就可以理解led的接口為什么是這樣,；當(dāng)然優(yōu)秀的驅(qū)動(dòng)應(yīng)該還有一份清晰的文檔，你同樣可也嘗試去源碼根目錄的. /Documentation 中查找leds-gpio的使用文檔,；這里也會(huì)解釋,，我為什么會(huì)去開發(fā)板的/sys/class/leds下面去查看我增加的My_Cute節(jié)點(diǎn)；

　　圖九 驅(qū)動(dòng)使用文檔

　?。?）增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)或者一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)到設(shè)備樹中,，你可以先查看內(nèi)核源碼的/ Documentation目錄，其中包含了幾乎所有驅(qū)動(dòng)的使用說明以及設(shè)備樹屬性的解釋,，同時(shí)也包括大量?jī)?yōu)秀的內(nèi)核調(diào)試技巧,；再去寫節(jié)點(diǎn)，也可以先模仿,，針對(duì)不懂的地方再來看文檔,，印象更為深刻。

　　五,、結(jié)語

　　設(shè)備樹相比于傳統(tǒng)的配置文件,，無疑是降低了Linux外設(shè)開發(fā)與使用的門檻，但是也隱藏了大量的細(xì)節(jié),，難以了解其底層的驅(qū)動(dòng)原理,；對(duì)于LINUX內(nèi)核的了解，我所認(rèn)識(shí)的還不及冰山一角,，單希望對(duì)你有一點(diǎn)幫助,。