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)啟動時,，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,，逐一去配置每個寄存器,，每個外設(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)核啟動以后,，可以直接配置,，對于用戶而言，配置MCU的外圍時我們直接面對的就只是這個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“/”下的model ，這個一般為字符串類型,，它描述了廠商以及板子名稱,；

　　根節(jié)點“/”下的compitable，這個一般為字符串類型,，用以匹配model選定的開發(fā)板對應(yīng)的代碼,；包括后續(xù)外圍驅(qū)動的匹配均是有這個compitable來完成；

　　根節(jié)點“/”下的aliases,，這個設(shè)備節(jié)點只能放在根節(jié)點目錄,，主要用以存放外設(shè)的別名，簡單講,，"/soc/aips-bus@02000000/spba-bus@02000000/serial@02020000"其實是一個串口,，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“/”下的chosen:這個并非物理設(shè)備節(jié)點,，而是內(nèi)核啟動參數(shù)的節(jié)點，類似于uboot階段的bootargs參數(shù),；

　　當(dāng)然,，這個節(jié)點也可以是子節(jié)點，不一定要在根節(jié)點下,；

　　實例：chosen {

　　stdout-path = &uart1;

　　};

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

　　實例：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，這個不難理解,，可以理解為外設(shè)的基地址,，外設(shè)模型 name@addresss;”

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

　?。?）“reg”:該屬性為外設(shè)地址屬性,，第一個參數(shù)為該節(jié)點總線地址，后者為地址長度,；

　?。?）“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；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

　　實際上，是dtc這個文件在負(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

　　對于Linux命令的使用,，可以使用help cmdname 或者man cmdname，對于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”三個節(jié)點來對比,。

　　圖二 BSP提供的dts文件

圖三 反編譯的dts文件

　　對同一個chosen節(jié)點：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可以作為輸出的外設(shè)地址,；

　　四、設(shè)備樹節(jié)點添加與驗證

　?。?）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；如果有,，且該外設(shè)支持多從機或者多節(jié)點,，直接在該節(jié)點下面，添加子節(jié)點,，以GPIO_LED為例,。

　　圖四 GPIO_LEDS節(jié)點

　　（2）假設(shè),，你需要添加一個黃色的LED,，那么仿照已經(jīng)存在的節(jié)點，復(fù)制一個節(jié)點在母節(jié)點下,，命名為green-led,同時用GPIO3_4為該LED驅(qū)動引腳,；你希望在arm板上叫他，My_Cute（這個名字不好）,，那么最后修改如下：

　　圖五 增加yellow-led節(jié)點

　?。?）節(jié)點添加完成，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；針對同一個引腳的全部復(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,；

　　（4）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

　　（備注：updtb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LED節(jié)點；結(jié)果如下：

　　圖七 開發(fā)板設(shè)備截圖

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

　?。?）文件IO操作：打開My_Cute節(jié)點，可以看到以下接口可以操作,，但是我們在添加GPIO_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,，為什么會有這些接口,。因為它們繼承了母節(jié)點的屬性，所以我們需要找到母節(jié)點設(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)動你都可以嘗試在 ./driver/下面去找,，針對led類,，我們直接進(jìn)入leds文件夾，發(fā)現(xiàn)leds的驅(qū)動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,；這里也會解釋,，我為什么會去開發(fā)板的/sys/class/leds下面去查看我增加的My_Cute節(jié)點；

　　圖九 驅(qū)動使用文檔

　?。?）增加一個驅(qū)動或者一個設(shè)備節(jié)點到設(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)動的使用說明以及設(shè)備樹屬性的解釋,，同時也包括大量優(yōu)秀的內(nèi)核調(diào)試技巧,；再去寫節(jié)點，也可以先模仿,，針對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)動原理,；對于LINUX內(nèi)核的了解，我所認(rèn)識的還不及冰山一角,，單希望對你有一點幫助,。