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在Linux內(nèi)核中,設備樹被廣泛用于描述硬件設備的信息。設備樹源文件(即.dts文件)提供了硬件設備的詳細信息,這些信息包括設備的名稱、地址、中斷、時鐘、電源等。DTS驅(qū)動則是根據(jù)設備樹的信息,將設備樹所描述的硬件設備與操作系統(tǒng)進行綁定。

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本文將。我們首先會介紹設備樹的概念和結構,接著探討DTS驅(qū)動的實現(xiàn)原理,最終通過一個實例來演示DTS驅(qū)動的加載過程。
一、設備樹的概念和結構
設備樹是一個描述硬件設備的二進制文件,它定義了設備的結構、屬性和與其他設備的關系。設備樹的前身是Open Firmware設備樹,在Linux中也被稱為“flattened device tree”(簡稱“fdt”)。
設備樹的結構很像樹形結構,它由節(jié)點(node)和屬性(property)組成。設備樹中的每個節(jié)點都對應了一個硬件設備,節(jié)點名稱為設備的唯一標識符。節(jié)點屬性則描述了設備的特性和狀態(tài)。設備樹中的節(jié)點和屬性通過“路徑”來訪問,這個路徑其實就是節(jié)點在樹形結構中的位置。例如,在一個系統(tǒng)中訪問串口控制器的路徑可能是“/soc/serial@12340000”。
設備樹的組成部分包括:
1.設備樹頭(頭部):定義了設備樹文件的格式和版本。
2.設備樹根節(jié)點:是設備樹中的更高級別節(jié)點,根節(jié)點下可以有子節(jié)點。
3.設備節(jié)點:描述了一個硬件設備,并包括了該設備的屬性信息。
4.屬性節(jié)點:用來描述設備節(jié)點中的一個屬性,屬性包含名稱、數(shù)據(jù)類型和數(shù)值等信息。
二、DTS驅(qū)動的實現(xiàn)原理
DTS驅(qū)動是一種驅(qū)動程序,負責將設備樹中的描述信息與操作系統(tǒng)進行綁定。DTS驅(qū)動由以下兩個部分組成:DTS解析函數(shù)和DTS綁定函數(shù)。
DTS解析函數(shù)負責解析設備樹的信息,將設備樹中的節(jié)點、屬性等信息轉換成C語言中的數(shù)據(jù)結構。DTS解析函數(shù)通常由廠商提供,開發(fā)者可根據(jù)設備樹中的信息編寫相應的解析函數(shù)。
DTS綁定函數(shù)負責將設備樹中的信息與操作系統(tǒng)進行綁定。DTS綁定函數(shù)在設備驅(qū)動程序中實現(xiàn),是設備驅(qū)動程序的一部分。該函數(shù)負責設備初始化和工作狀態(tài)的管理。
在設備樹中,每個設備節(jié)點都需要被綁定到操作系統(tǒng)的“設備驅(qū)動”中。這里的設備驅(qū)動可以理解為Linux內(nèi)核中的設備驅(qū)動程序,也可以理解為開發(fā)人員自己編寫的設備驅(qū)動程序。DTS綁定函數(shù)的作用是在設備節(jié)點與設備驅(qū)動程序之間建立映射關系,使得設備節(jié)點對應的設備能夠作系統(tǒng)所識別,并與之交互。
三、DTS驅(qū)動的加載過程
了解了DTS驅(qū)動的實現(xiàn)原理后,接下來我們來看一下DTS驅(qū)動的加載過程。
設備樹的加載過程是由內(nèi)核中的驅(qū)動程序來完成的,在內(nèi)核啟動過程中完成。具體的流程如下所示:
1.內(nèi)核啟動后,會首先讀取設備樹文件,并將其解析成內(nèi)核中的數(shù)據(jù)結構。這個過程由內(nèi)核中的解析函數(shù)完成,不同的體系結構有不同的解析函數(shù)實現(xiàn)。
2.解析函數(shù)解析設備樹后,將設備樹的信息存儲在內(nèi)核中的數(shù)據(jù)結構中。這些數(shù)據(jù)結構并不直接作系統(tǒng)使用,而是由設備樹的驅(qū)動程序所使用。
3.設備驅(qū)動程序會讀取內(nèi)核中存儲的設備樹信息,并根據(jù)設備樹節(jié)點信息與系統(tǒng)中的具體硬件進行匹配。如果匹配成功,設備驅(qū)動程序就會調(diào)用相應的DTS綁定函數(shù)來完成設備的初始化操作。
4.設備初始化完成后,設備就會被添加到系統(tǒng)中,并可以被應用程序所訪問和使用。
DTS驅(qū)動的加載過程可以分為三個步驟:設備樹解析、設備樹加載、設備初始化。這些步驟都是由內(nèi)核中的驅(qū)動程序來完成的,而開發(fā)人員則需要根據(jù)具體的硬件設備去實現(xiàn)相應的DTS解析函數(shù)和DTS綁定函數(shù)。
四、實例演示
我們通過一個實例來演示DTS驅(qū)動的加載過程。假設我們需要在嵌入式系統(tǒng)上使用I2C總線讀取一個溫度傳感器的數(shù)據(jù)。該傳感器對應的設備樹中的信息為:
“`
i2c0 {
#address-cells = ;
#size-cells = ;
temperature@48 {
compatible = “atmel,at30ts75”;
reg = ;
};
};
“`
下面是該設備的DTS綁定函數(shù)的實現(xiàn)代碼:
“`
static int at30ts75_probe(struct i2c_client *client,
const struct i2c_device_id *id)
{
// Probe function
}
static int at30ts75_remove(struct i2c_client *client)
{
// Remove function
}
static const struct i2c_device_id at30ts75_id[] = {
{ “at30ts75”, 0 },
{ },
};
static const struct of_device_id at30ts75_of_match[] = {
{ .compatible = “atmel,at30ts75” },
{ },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, at30ts75_id);
static struct i2c_driver at30ts75_driver = {
.driver = {
.name = “at30ts75”,
.of_match_table = at30ts75_of_match,
},
.probe = at30ts75_probe,
.remove = at30ts75_remove,
.id_table = at30ts75_id,
};
module_i2c_driver(at30ts75_driver);
“`
其中,函數(shù)at30ts75_probe和at30ts75_remove分別是設備的初始化函數(shù)和卸載函數(shù)。該設備對應的設備驅(qū)動程序中,會根據(jù)設備樹信息初始化并管理該設備。當系統(tǒng)需要讀取該設備的數(shù)據(jù)時,就可以通過調(diào)用驅(qū)動程序中的相應函數(shù)進行交互。
結論
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Linux啟動過程中,是先內(nèi)核加載還是先加載驅(qū)動程序
這是一個很好的問題;因為如果先加載驅(qū)動,那么沒有內(nèi)核啟動,他是怎么加載驅(qū)動的呢?
如果先加載內(nèi)核那他是怎么識別文件系統(tǒng)和磁盤驅(qū)動的呢?
是一個先有雞還是先有蛋的問題;
在rel系列的操作系統(tǒng)中;在/boot目錄下有grub目錄滑局,還有initrd-XXX.img,還有vmlinuz…..其實這棚念3個文件和目錄是系統(tǒng)啟動的關鍵;
grub之一階段在MBR中,功能就是引導第2階段,第1.5階段和第2階段在/boot/grub當中;
為什么叫他1.5階段,是因為系統(tǒng)中就這么命名的;
而1.5階段中就啟動需要的常見的文件系統(tǒng)類別,當然如果自制系統(tǒng),可以把文件系統(tǒng)模塊放到這個里面;
第2階段就是為了引導系統(tǒng)的;
之后系統(tǒng)啟動,然后通過rc.sysinit開始加載和初始化各種驅(qū)動;
所以你的問題的信和讓總結是:先部分驅(qū)動,然后系統(tǒng),然后全部驅(qū)動;
當時學完了這個就自制了在手機上啟動一個linux;當然也可以稱為安卓;因為我也是用busybox實現(xiàn)的;只是沒有好看畫面,還有驅(qū)動不全;只是能啟動而已;
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文章名稱:深入解析LinuxDTS驅(qū)動的加載過程(linuxdts驅(qū)動加載過程)
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