「Linux设备树代码结构图」——详解Linux开源操作系统的硬件映射技术 (linux设备树代码结构图)
Linux设备树代码结构图——详解Linux开源操作系统的硬件映射技术
在现代的计算机系统中，大部分的硬件设备都需要软件来驱动。然而，在不同的硬件平台上，相同的设备驱动程序可能会有不同的实现方式，这就使得编写跨平台的设备驱动程序变得十分困难。为了解决这个问题，Linux操作系统引入了设备树（Device Tree，简称DT）技术。
设备树是一种描述硬件设备在系统中的位置和连接关系的数据结构，它能够帮助开发者在Linux系统中很容易地为特定的硬件平台编写设备驱动程序。本文将对Linux设备树代码结构图进行详细的解释，让读者能够更好地理解Linux操作系统中的硬件映射技术。
一、什么是设备树？
设备树是一种以树形结构表示硬件设备在系统中的位置和连接关系的数据结构。它最初是由IBM开发出来的，并广泛应用于PowerPC架构的计算机系统中。后来，Linux社区开始采用设备树技术，作为Linux内核的一部分，以描述各种设备驱动程序在系统中的位置和连接。
设备树基于一种叫做Device Tree Source（DTS）语言的文本文件来定义系统中的硬件设备。这个文件描述了系统中每个硬件设备的类型、地址和连接方式，然后将这些信息组织成一个树形结构。设备树还可以包含设备驱动程序的信息、操作系统的启动参数和其他与硬件相关的信息。
二、Linux设备树代码结构图
设备树是一个以树形结构表示的数据结构，其中的节点表示系统中的硬件设备或子系统。下面是一个简单的Linux设备树代码结构图，它包括了三个节点：一个名为soc的根节点、一个名为uart的串口设备节点和一个名为gpio的GPIO节点。
Linux设备树代码结构图：
“`
/dts-v1/;
/ {
compatible = “simple-bus”;
#address-cells = ;
#size-cells = ;
ranges;
soc {
compatible = “simple-bus”;
#address-cells = ;
#size-cells = ;
ranges;
uart@54000000 {
compatible = “arm,pl011”;
reg = ;
interrupts = ;
clock-frequency = ;
};
gpio@56000000 {
compatible = “simple-gpio”;
gpio-controller;
#gpio-cells = ;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = ;
reg = ;
interrupt-parent = ;
interrupts = ;
};
};
};
“`
这个代码结构图包含了三个节点：/、soc和uart。其中，/是这个代码结构图的根节点；soc是一个名为SOC（System-on-Chip）的子系统节点，它包含了uart和gpio两个节点；uart节点表示了系统中的一个串口设备，包含了它的类型、地址和中断信息；gpio节点表示了一个GPIO控制器，也包含了它的类型、地址和中断信息。
在这个代码结构图中，每个节点都有一个compatible属性，它用于描述节点所代表的硬件设备的兼容性。例如，在uart节点中，compatible属性被设置为”arm,pl011″，表示它是一种兼容于ARM体系结构的PL011型串口控制器。
三、设备树的使用
设备树的使用方法相对比较简单。在Linux内核初始化的过程中，系统会读取设备树描述文件，创建一个设备树，然后根据设备树来加载相应的设备驱动程序。设备驱动程序会利用设备树中所描述的硬件信息来完成设备的初始化和配置。
对于开发者来说，编写设备树描述文件可能比直接编写设备驱动程序更为容易。因为设备树描述文件可以从硬件厂商提供的文档中复制粘贴，只需要修改一些基本信息即可。另外，设备树描述文件还可以提高移植性，使得同一个设备驱动程序可以适用于多个不同的硬件平台。
然而，设备树并不是万能的。它只能描述硬件设备的连接关系和一些基本信息，而设备驱动程序需要完成的是具体的操作。因此，在编写设备驱动程序时，开发者仍然需要了解硬件设备的具体操作方式和寄存器映射关系。
四、设备树的优缺点
相对于传统的设备驱动程序编写方式，设备树的优点在于：
1. 易于移植：设备树描述文件可以从硬件厂商提供的文档中复制粘贴，只需要修改一些基本信息即可。
2. 硬件描述明确：设备树可以清晰地描述硬件设备的连接关系和一些基本信息，使得开发者可以更加容易地编写设备驱动程序。
3. 设备树的描述文件可以独立于设备驱动程序编写，方便管理和维护。
而设备树的缺点在于：
1. 设备树描述文件可能会变得十分庞大，导致内核启动的时间变长。
2. 设备树并不能解决所有跨平台问题，一些硬件平台的差异还需要在设备驱动程序中进行特定的处理。
3. 设备树的学习成本较高，需要对硬件平台以及设备树的结构和语法有一定的了解。
五、
