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在Linux內(nèi)核中，設(shè)備樹被廣泛用于描述硬件設(shè)備的信息。設(shè)備樹源文件（即.dts文件）提供了硬件設(shè)備的詳細(xì)信息，這些信息包括設(shè)備的名稱、地址、中斷、時(shí)鐘、電源等。DTS驅(qū)動(dòng)則是根據(jù)設(shè)備樹的信息，將設(shè)備樹所描述的硬件設(shè)備與操作系統(tǒng)進(jìn)行綁定。
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本文將。我們首先會(huì)介紹設(shè)備樹的概念和結(jié)構(gòu)，接著探討DTS驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)原理，最終通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)演示DTS驅(qū)動(dòng)的加載過(guò)程。
一、設(shè)備樹的概念和結(jié)構(gòu)
設(shè)備樹是一個(gè)描述硬件設(shè)備的二進(jìn)制文件，它定義了設(shè)備的結(jié)構(gòu)、屬性和與其他設(shè)備的關(guān)系。設(shè)備樹的前身是Open Firmware設(shè)備樹，在Linux中也被稱為“flattened device tree”（簡(jiǎn)稱“fdt”）。
設(shè)備樹的結(jié)構(gòu)很像樹形結(jié)構(gòu)，它由節(jié)點(diǎn)（node）和屬性（property）組成。設(shè)備樹中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都對(duì)應(yīng)了一個(gè)硬件設(shè)備，節(jié)點(diǎn)名稱為設(shè)備的唯一標(biāo)識(shí)符。節(jié)點(diǎn)屬性則描述了設(shè)備的特性和狀態(tài)。設(shè)備樹中的節(jié)點(diǎn)和屬性通過(guò)“路徑”來(lái)訪問(wèn)，這個(gè)路徑其實(shí)就是節(jié)點(diǎn)在樹形結(jié)構(gòu)中的位置。例如，在一個(gè)系統(tǒng)中訪問(wèn)串口控制器的路徑可能是“/soc/serial@12340000”。
設(shè)備樹的組成部分包括：
1.設(shè)備樹頭（頭部）：定義了設(shè)備樹文件的格式和版本。
2.設(shè)備樹根節(jié)點(diǎn)：是設(shè)備樹中的更高級(jí)別節(jié)點(diǎn)，根節(jié)點(diǎn)下可以有子節(jié)點(diǎn)。
3.設(shè)備節(jié)點(diǎn)：描述了一個(gè)硬件設(shè)備，并包括了該設(shè)備的屬性信息。
4.屬性節(jié)點(diǎn)：用來(lái)描述設(shè)備節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)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(dòng)的實(shí)現(xiàn)原理
DTS驅(qū)動(dòng)是一種驅(qū)動(dòng)程序，負(fù)責(zé)將設(shè)備樹中的描述信息與操作系統(tǒng)進(jìn)行綁定。DTS驅(qū)動(dòng)由以下兩個(gè)部分組成：DTS解析函數(shù)和DTS綁定函數(shù)。
DTS解析函數(shù)負(fù)責(zé)解析設(shè)備樹的信息，將設(shè)備樹中的節(jié)點(diǎn)、屬性等信息轉(zhuǎn)換成C語(yǔ)言中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。DTS解析函數(shù)通常由廠商提供，開發(fā)者可根據(jù)設(shè)備樹中的信息編寫相應(yīng)的解析函數(shù)。
DTS綁定函數(shù)負(fù)責(zé)將設(shè)備樹中的信息與操作系統(tǒng)進(jìn)行綁定。DTS綁定函數(shù)在設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中實(shí)現(xiàn)，是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的一部分。該函數(shù)負(fù)責(zé)設(shè)備初始化和工作狀態(tài)的管理。
在設(shè)備樹中，每個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)都需要被綁定到操作系統(tǒng)的“設(shè)備驅(qū)動(dòng)”中。這里的設(shè)備驅(qū)動(dòng)可以理解為L(zhǎng)inux內(nèi)核中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，也可以理解為開發(fā)人員自己編寫的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。DTS綁定函數(shù)的作用是在設(shè)備節(jié)點(diǎn)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序之間建立映射關(guān)系，使得設(shè)備節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)備能夠作系統(tǒng)所識(shí)別，并與之交互。
三、DTS驅(qū)動(dòng)的加載過(guò)程
了解了DTS驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)原理后，接下來(lái)我們來(lái)看一下DTS驅(qū)動(dòng)的加載過(guò)程。
設(shè)備樹的加載過(guò)程是由內(nèi)核中的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成的，在內(nèi)核啟動(dòng)過(guò)程中完成。具體的流程如下所示：
1.內(nèi)核啟動(dòng)后，會(huì)首先讀取設(shè)備樹文件，并將其解析成內(nèi)核中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。這個(gè)過(guò)程由內(nèi)核中的解析函數(shù)完成，不同的體系結(jié)構(gòu)有不同的解析函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
2.解析函數(shù)解析設(shè)備樹后，將設(shè)備樹的信息存儲(chǔ)在內(nèi)核中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并不直接作系統(tǒng)使用，而是由設(shè)備樹的驅(qū)動(dòng)程序所使用。
3.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序會(huì)讀取內(nèi)核中存儲(chǔ)的設(shè)備樹信息，并根據(jù)設(shè)備樹節(jié)點(diǎn)信息與系統(tǒng)中的具體硬件進(jìn)行匹配。如果匹配成功，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序就會(huì)調(diào)用相應(yīng)的DTS綁定函數(shù)來(lái)完成設(shè)備的初始化操作。
4.設(shè)備初始化完成后，設(shè)備就會(huì)被添加到系統(tǒng)中，并可以被應(yīng)用程序所訪問(wèn)和使用。
DTS驅(qū)動(dòng)的加載過(guò)程可以分為三個(gè)步驟：設(shè)備樹解析、設(shè)備樹加載、設(shè)備初始化。這些步驟都是由內(nèi)核中的驅(qū)動(dòng)程序來(lái)完成的，而開發(fā)人員則需要根據(jù)具體的硬件設(shè)備去實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的DTS解析函數(shù)和DTS綁定函數(shù)。
四、實(shí)例演示
我們通過(guò)一個(gè)實(shí)例來(lái)演示DTS驅(qū)動(dòng)的加載過(guò)程。假設(shè)我們需要在嵌入式系統(tǒng)上使用I2C總線讀取一個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù)。該傳感器對(duì)應(yīng)的設(shè)備樹中的信息為：
“`
i2c0 {
#address-cells = ;
#size-cells = ;
temperature@48 {
compatible = “atmel,at30ts75”;
reg = ;
};
};
“`
下面是該設(shè)備的DTS綁定函數(shù)的實(shí)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(shè)備的初始化函數(shù)和卸載函數(shù)。該設(shè)備對(duì)應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序中，會(huì)根據(jù)設(shè)備樹信息初始化并管理該設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)需要讀取該設(shè)備的數(shù)據(jù)時(shí)，就可以通過(guò)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序中的相應(yīng)函數(shù)進(jìn)行交互。
結(jié)論
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Linux啟動(dòng)過(guò)程中，是先內(nèi)核加載還是先加載驅(qū)動(dòng)程序
這是一個(gè)很好的問(wèn)題；因?yàn)槿绻燃虞d驅(qū)動(dòng)，那么沒有內(nèi)核啟動(dòng)，他是怎么加載驅(qū)動(dòng)的呢？
如果先加載內(nèi)核那他是怎么識(shí)別文件系統(tǒng)和磁盤驅(qū)動(dòng)的呢？
是一個(gè)先有雞還是先有蛋的問(wèn)題；
在rel系列的操作系統(tǒng)中；在/boot目錄下有g(shù)rub目錄滑局，還有initrd-XXX.img,還有vmlinuz…..其實(shí)這棚念3個(gè)文件和目錄是系統(tǒng)啟動(dòng)的關(guān)鍵；
grub之一階段在MBR中，功能就是引導(dǎo)第2階段，第1.5階段和第2階段在/boot/grub當(dāng)中；
為什么叫他1.5階段，是因?yàn)橄到y(tǒng)中就這么命名的;
而1.5階段中就啟動(dòng)需要的常見的文件系統(tǒng)類別，當(dāng)然如果自制系統(tǒng)，可以把文件系統(tǒng)模塊放到這個(gè)里面；
第2階段就是為了引導(dǎo)系統(tǒng)的；
之后系統(tǒng)啟動(dòng)，然后通過(guò)rc.sysinit開始加載和初始化各種驅(qū)動(dòng)；
所以你的問(wèn)題的信和讓總結(jié)是:先部分驅(qū)動(dòng)，然后系統(tǒng)，然后全部驅(qū)動(dòng)；
當(dāng)時(shí)學(xué)完了這個(gè)就自制了在手機(jī)上啟動(dòng)一個(gè)linux；當(dāng)然也可以稱為安卓；因?yàn)槲乙彩怯胋usybox實(shí)現(xiàn)的；只是沒有好看畫面，還有驅(qū)動(dòng)不全；只是能啟動(dòng)而已;
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