设备树支持下的Linux内核启动过程简介 (基于设备树的内核linux 启动)

随着Linux在嵌入式领域的广泛应用，设备树（Device Tree）开始成为内核启动时的重要组成部分。设备树的出现，使得Linux内核能够更好地适应不同的硬件平台，更加灵活地处理硬件资源。本文将介绍设备树支持下的Linux内核启动过程。

一、原理

内核启动时，需要对硬件进行设备树的枚举与识别。设备树是一个跨平台的数据结构，其中描述了硬件设备的类型、地址、中断等信息。内核通过读取设备树，将硬件资源识别出来，并进行初始化。

设备树通常由.dt或.dtb文件组成，在内核编译时可以选择将设备树编译成二进制格式.dtb，这样可以减小设备树的大小，提高内核启动的效率。

二、内核启动流程

1.引导加载器（Bootloader）执行阶段

内核由引导加载器加载，并且命令行参数会传递给内核启动。对于设备树支持的内核，引导加载器需要传递设备树文件的地址以及大小给内核。

2.内核初始化阶段

内核启动后，首先进行的是内核初始化。此时，内核需要读取设备树来识别硬件资源，并初始化硬件设备驱动。在此过程中，内核会使用到设备树中描述的硬件节点信息。

3.设备树的解析与加载阶段

内核启动完成后，设备树文件被读取到内存中，并进行解析和加载。在解析过程中，内核会以设备树中的根节点为起点，从顶向下逐层解析和加载子节点的信息。通常设备树文件加载到系统内存中的某个指定位置，并在内核启动过程中使用该位置来访问设备树。

4.设备树的匹配阶段

设备树解析和加载完成后，内核对硬件资源进行匹配。此时，内核遍历整个设备树，对每个树节点进行匹配。匹配规则通常是从设备树根节点开始，在设备树中寻找与硬件匹配的节点，并读取其信息，完成硬件初始化。

5.启动内核阶段

设备树匹配完成后，内核会进入启动阶段。此时，硬件设备已经初始化完成，内核可以正常运行，并加载用户空间进行后续操作。

三、适用情况

设备树的存在和广泛使用，主要是为了适应不同的硬件平台和体系结构，因此对于某些嵌入式应用来说，不需要使用设备树也可以完成内核启动。其适用通过各种引导程序提供的信息来识别硬件设备。

不过，对于需要支持多种设备的规模更大的嵌入式系统，使用设备树将更加方便。通过设备树，内核可以将硬件设备的信息标准化，并具有更好的兼容性。

设备树是一种优秀的设计，为内核启动提供了更好的硬件资源管理机制。通过设备树在不同平台上更加灵活，可以更好地支持各种硬件设备，从而提高了嵌入式开发工作的效率。