聊聊Linux 运行时设备树

Linux 运行时设备树

设备树（Device Tree）是Linux内核中用于描述硬件配置的一种数据结构。它首要应用于嵌入式系统中，归因于嵌入式设备的硬件配置往往比通用计算机更为纷乱和多样化。在Linux系统中，设备树是一种以树形结构组织的、以标签（Tag）形式描述硬件设备信息的数据文件，它允许内核在不知道硬件具体细节的情况下，能够正确地识别和初始化硬件设备。

设备树的作用

设备树的首要作用有以下几点：

• 描述硬件信息：设备树详细描述了硬件设备的信息，包括设备类型、接口类型、内存映射、中断信息等。
• 减少依存性：设备树使内核在初始化硬件时，不必依存于具体的硬件实现，从而降低了内核的硬件依存性。

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• 尽大概减少损耗可移植性：设备树使内核能够方便地在不同硬件平台上移植，尽大概减少损耗了内核的可移植性。

设备树的格式

设备树采用XML格式进行描述，XML（可扩展标记语言）是一种用于存储和传输数据的标记语言。设备树的XML格式通常包含以下元素：

• node：描述一个设备或一个设备树的节点。
• phandle：描述一个唯一的标识符，用于引用节点。
• property：描述节点的属性，如设备类型、接口类型、内存映射等。

设备树的创建

设备树可以通过以下几种对策创建：

• 手动编写：基于硬件配置手动编写设备树文件。
• 使用工具生成：使用如dtc（Device Tree Compiler）等工具，基于硬件配置文件生成设备树。
• 自动生成：在嵌入式开发过程中，可以使用如Bootloader等工具自动生成设备树。

设备树的使用

在Linux内核中，设备树的使用首要包括以下步骤：

• 解析设备树：内核在启动过程中，会解析设备树文件，并将其变成内核内部的数据结构。
• 识别设备：内核基于设备树中的信息，识别出系统中的硬件设备。
• 初始化设备：内核基于设备树中的信息，初始化硬件设备，包括分配资源、设置中断等。

运行时设备树

运行时设备树（Runtime Device Tree）是设备树的一种扩展，它允许在内核运行时动态修改设备树。运行时设备树的首要作用如下：

• 动态修改硬件配置：在系统运行过程中，可以基于需要动态修改硬件配置，如添加或删除设备、修改设备属性等。
• 赞成热插拔：运行时设备树赞成热插拔功能，可以在系统运行时添加或移除设备。
• 尽大概减少损耗系统灵活性：通过动态修改硬件配置，可以尽大概减少损耗系统的灵活性和可扩展性。

运行时设备树的工作原理

运行时设备树的工作原理如下：

• 修改设备树：用户或应用程序可以通过特定的接口修改设备树，如添加或删除节点、修改属性等。
• 更新内核：内核会基于修改后的设备树更新内部的数据结构，从而实现硬件配置的动态修改。
• 通知设备：内核会通知受影响的设备进行相应的处理，如重新初始化设备、重新分配资源等。

运行时设备树的实现

运行时设备树的实现首要依存于以下技术：

• 设备树文件系统：设备树文件系统用于存储设备树文件，如dtb（Device Tree Blob）。
• 设备树编译器：设备树编译器用于将设备树文件变成内核内部的数据结构。
• 内核模块：内核模块用于实现运行时设备树的功能，如添加或删除节点、修改属性等。

总结

运行时设备树是Linux内核中一种重要的技术，它为嵌入式系统提供了灵活的硬件配置管理对策。通过运行时设备树，用户可以在系统运行时动态修改硬件配置，尽大概减少损耗系统的可扩展性和灵活性。随着嵌入式系统的逐步成长，运行时设备树技术将得到更广泛的应用。

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