Linux DTS解析：揭开Devicetree的秘密-猿码集

Linux DTS解析：揭开Devicetree的秘密

Devicetree是用于描述硬件设备的一种数据结构，它在Linux内核中得到了广泛应用。本文将介绍Devicetree的概念和使用方法，帮助读者更好地理解和解析Linux DTS文件。

1. 什么是Devicetree

Devicetree是一种描述硬件设备的命名和属性的数据结构，它使用树形结构来组织设备之间的依赖关系。Devicetree被用于描述嵌入式系统中的各种硬件设备，包括处理器、内存、外设等，它减少了硬件配置的复杂性，提高了代码的可移植性。

1.1 Devicetree的结构

Devicetree由节点（Node）和属性（Property）组成，节点代表设备或设备组，属性描述设备的特性和配置信息。节点由唯一的节点路径（Node Path）标识，属性由名称和值组成。


/devices {
    cpu@0 {
        device_type = "cpu";
        compatible = "arm,cortex-a9";
        reg = <0x0>;
    };
    memory@8000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x8000>;
    };
    uart@9000 {
        device_type = "uart";
        compatible = "ns16550a";
        reg = <0x9000>;
    };
};

上述代码中的`cpu@0`、`memory@8000`和`uart@9000`都是节点，每个节点都有自己的属性。例如，`cpu@0`节点有一个`compatible`属性，用于指定CPU的兼容性。`compatible`属性的值是一个字符串，用于告诉操作系统该节点是什么类型的设备。

1.2 Devicetree的解析过程

Linux内核在启动过程中会解析Devicetree，构建设备树，然后根据设备树建立设备和驱动之间的匹配关系。Devicetree解析的过程可以分为以下几个步骤：

1.2.1 加载

在系统启动时，Bootloader会加载Devicetree到内存中的一个固定位置，然后将其传递给Linux内核。

1.2.2 解析

Linux内核将Devicetree解析为设备树，构建设备树的数据结构，包括节点和属性。

1.2.3 匹配

Linux内核根据设备树中的compatible属性和设备驱动中的compatible属性进行匹配，建立设备和驱动之间的关系。

1.2.4 设备注册

Linux内核通过设备注册机制将设备注册到系统中，使其可以被应用程序调用。

2. 解析Devicetree

解析Devicetree有多种方式，常用的方式包括手动解析、使用dtc命令和使用libfdt库。下面将分别介绍这些方式的使用方法。

2.1 手动解析

手动解析Devicetree需要对Devicetree的语法有一定的了解和理解。通过手动解析，可以直接读取和处理Devicetree中的节点和属性。这种方式适合需要对Devicetree进行深入研究的开发者。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
int main()
{
    int fd = open("/proc/device-tree", O_RDONLY);
    if (fd < 0) {
        perror("Failed to open device-tree");
        return -1;
    }
    /* Read and process device-tree */
    close(fd);
    
    return 0;
}

上述代码中，使用open函数打开/proc/device-tree目录，并读取其中的文件和文件夹来描述设备树的结构。

2.2 使用dtc命令

dtc是一个用于解析和编译Devicetree的命令行工具。它可以将Devicetree文件编译为二进制的Devicetree Blob（DTB）文件，也可以将DTB文件反编译为Devicetree文件。

$ dtc -I dts -O dtb -o output.dtb input.dts

上述命令将input.dts文件编译为output.dtb文件。使用-d参数可以将DTB文件反编译为Devicetree文件。

2.3 使用libfdt库

libfdt是一个用于操作Devicetree的C库，提供了一些API函数用于读取和处理Devicetree。使用libfdt库可以方便地在代码中解析Devicetree。


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <libfdt.h>
int main()
{
    void *dtb;
    int len;
    dtb = fdt_create(NULL, 0);
    if (!dtb) {
        printf("Failed to create dtb\n");
        return -1;
    }
    /* Read and process device-tree */
    fdt_pack(dtb);
    return 0;
}

上述代码中，使用fdt_create函数创建一个Devicetree Blob（DTB）对象，然后通过dtb指针可以对Devicetree进行读取和处理。

3. 结语

本文介绍了Devicetree的概念和使用方法，讲解了Devicetree的结构和解析过程，并介绍了解析Devicetree的几种常见方法。Devicetree在Linux内核中的应用非常广泛，它简化了硬件配置的复杂性，提高了代码的可移植性，对于开发嵌入式系统的工程师来说是一项重要的技术。

temperature=0.6

Devicetree中的属性可以用来描述设备的特性和配置信息，例如上述temperature属性可以用来表示设备的温度。在实际的应用中，可以根据temperature属性来做一些温度相关的处理，例如控制风扇的转速或者报警。

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