Der Linux Device Tree (DT) ist eine Sprache, die im Linux-Kernel verwendet wird, um Hardwarefunktionen und Geräteeinstellungen zu beschreiben. Es wurde entwickelt, um die Arbeit mit verschiedenen Hardwareplattformen zu erleichtern und die Kompatibilität zwischen verschiedenen Geräten zu gewährleisten.
DT ist eine strukturierte Darstellung von Hardwarekomponenten im Linux-Kernel. Es beschreibt die Geräte, ihre Eigenschaften und die Beziehungen zwischen ihnen in einer Baumstruktur. Dies ermöglicht dem Linux-Kernel, Hardwarekomponenten auf verschiedenen Plattformen dynamisch zu konfigurieren und zu verwalten, ohne den Kernel neu zu kompilieren.
Um DT im Kernel zu verwenden, müssen Sie die Option CONFIG_OF in der Kernel-Konfiguration aktivieren. Die DT-Dateien können dann dem Kernel als statischer Teil des Kernels hinzugefügt oder beim Start geladen werden. Nach dem Laden von DT verwendet der Linux-Kernel es, um Hardwarekomponenten zu konfigurieren und zu initialisieren.
Mit DT können Sie die Details einer Hardwareplattform abstrahieren und tragbaren Code erstellen, der auf verschiedenen Geräten ausgeführt werden kann, die DT unterstützen. Es erleichtert auch die Entwicklung und das Debuggen von Geräten, da es Ihnen ermöglicht, mit Geräten auf einer höheren Abstraktionsebene zu arbeiten.
Was ist der Linux device tree kernel?
DT ist eine Alternative zu statischen Gerätetabellen, die in früheren Versionen des Linux-Kernels verwendet wurden. Es bietet einen flexibleren und dynamischeren Ansatz zur Konfiguration von Hardwaregeräten.
Mit DT können Sie verschiedene Gerätemerkmale beschreiben, z. B. GPIO-Pins, Interrupts, Speicherregister und andere Parameter. Gerätebeschreibungen werden in einem Format gespeichert .dts (Device Tree Source) und werden im Binärformat kompiliert .ein dtb (Device Tree Blob), der zusammen mit dem Betriebssystemabbild in den Kernel geladen wird.
| Vorteile der Verwendung des Linux device tree kernel: |
|---|
| 1. Vielseitig: Mit DT können Sie Hardware-Geräte unabhängig von der Prozessorarchitektur beschreiben. Es kann auf verschiedenen Plattformen wie ARM, MIPS, PowerPC und anderen verwendet werden. |
| 2. Flexible Konfiguration: DT bietet die Möglichkeit, Hardwaregeräte zu verwalten, sodass Sie ihre Parameter während des Systembetriebs ändern können, ohne den Kernel-Quellcode zu ändern. |
| 3. Wiederverwendung: DT kann verwendet werden, um Hardware-Geräte zu beschreiben, die plattformübergreifend verwendet werden. Dies reduziert die Entwicklungszeit und vereinfacht die Unterstützung verschiedener Geräte. |
| 4. Lesbarkeit und Verständlichkeit: DT verwendet eine einfache und verständliche Syntax, die Gerätebeschreibungen für Entwickler und Systemadministratoren leicht lesbar und verständlich macht. |
Definition und Zweck
Der Linux Device tree (DT) Kernel ist eine strukturierte beschreibende Datei, die Informationen über die Hardware-Geräte eingebetteter Systeme enthält.
Der DT-Kernel wird verwendet, um die Hardwarekonfiguration und die Verbindungen zwischen Geräten zu beschreiben und Informationen über Gerätetreiber und deren Einstellungen bereitzustellen.
Das Hauptziel von DT Kernel besteht darin, die Hardwarekonfiguration vom Betriebssystemkern zu abstrahieren, sodass Sie denselben Kernel auf verschiedenen Plattformen wiederverwenden können, ohne ihn zu modifizieren.
- Mit dem DT-Kernel können Sie Geräte einfach hinzufügen und entfernen, ohne Änderungen am Kernel-Quellcode erforderlich zu machen.
- Es bietet eine bequeme Möglichkeit für Hardware-Entwickler, ihre Geräte und ihre Verbindungen zu anderen Geräten zu beschreiben.
- DT kernel vereinfacht die Wartung und Konfiguration von Geräten eingebetteter Systeme durch die Möglichkeit, Informationen über ihre spezifischen Parameter und Einstellungen bereitzustellen.
Linux device tree Architektur
Die Linux Device Tree (DT) -Architektur ist eine hierarchische Datenstruktur, die die Hardware eines Geräts beschreibt. Device tree wird verwendet, um Informationen über Peripheriegeräte und ihre Verbindungen zum Linux-Kernel zu übertragen. Im Linux-Kernel wird DT verwendet, um Geräte automatisch zu erkennen und zu initialisieren.
Der Device tree definiert die Hardwarekomponenten des Systems, wie z. B. Prozessoren, Speicher, Controller sowie deren Verbindungen und Konfiguration. Der Device tree kann als Struktur dargestellt werden, wobei der Stammknoten das Gerät ist und die untergeordneten Knoten seine Komponenten sind.
Device tree bietet eine hardwareunabhängige Gerätekonfiguration, die es einem einzelnen Linux-Betriebssystem ermöglicht, auf verschiedenen Hardwareplattformen zu arbeiten. Der Vorteil von DT besteht darin, dass es Informationen zu einer bestimmten Hardware vom Kernel-Code trennt, was die Unterstützung verschiedener Hardwareplattformen erleichtert und sich positiv auf die Skalierbarkeit des Kernels auswirkt.
In DT werden Knoten und Eigenschaften verwendet, um Geräteinformationen darzustellen. Knoten sind Strukturelemente und haben einen Namen, der normalerweise eine ASCII-Zeichenfolge ist. In jedem Knoten können Eigenschaften vorhanden sein, die durch ein Name-Wert-Paar dargestellt werden. Der Eigenschaftenname ist normalerweise auch eine ASCII-Zeichenfolge, und der Wert kann ein beliebiger Datentyp sein.
| Knoten | Eigenschaften |
|---|---|
| Knoten 1 | Eigenschaft 1 Eigentum 2 |
| Knoten 2 | Eigenschaft 1 Eigentum 2 |
Knoten und DT-Eigenschaften werden mithilfe der Knotendefinitionssprache (Device Tree Source, DTS) beschrieben. DTS-Dateien sind Textdateien, die eine DT-Beschreibung in einem speziellen Format enthalten. DTS-Dateien werden in ein binäres Format (Device Tree Blob, DTB) kompiliert, das vom Betriebssystemkern geladen wird.
Die Linux device Tree-Architektur bietet ein flexibles und erweiterbares System zur Beschreibung und Konfiguration von Hardwaregeräten. Mit Device tree können Sie hardwareunabhängige Geräte erstellen und diese automatisch im Linux-Kernel initialisieren.
Vorteile der Verwendung des Linux device tree im Kernel
Die Verwendung des Linux Device Tree (DT) im Linux-Betriebssystemkern hat mehrere Vorteile:
| Vorteil | Die Beschreibung |
|---|---|
| Plattformunabhängigkeit | Mit DT können Sie die Hardwarekomponenten und ihre Verbindungen zum Betriebssystem unabhängig von der jeweiligen Plattform beschreiben. Dadurch können Sie Code auf verschiedene Geräte übertragen, ohne den Linux-Kernel zu ändern. |
| Vereinfachung der Geräteeinrichtung | DT enthält eine Beschreibung von Hardwarekomponenten wie Prozessoren, Speicher, Peripheriegeräten und deren Verbindungen. Dadurch kann der Linux-Kernel die Hardware beim Systemstart automatisch konfigurieren, was den Initialisierungsprozess vereinfacht und beschleunigt. |
| Dynamische Erkennung und Unterstützung neuer Hardware | Mit DT können Sie dem System neue Geräte hinzufügen, ohne den Linux-Kernel ändern und neu kompilieren zu müssen. Wenn ein neues Gerät eingeschaltet wird, findet der Kernel seine Beschreibung automatisch im DT und initialisiert sie, sodass neue Geräte heiß angeschlossen werden können. |
| Verbesserung der Abwärtskompatibilität | Die Verwendung von DT ermöglicht es dem Hardwarehersteller, bei der Veröffentlichung neuer Versionen des Geräts die Abwärtskompatibilität mit früheren Versionen beizubehalten. Der Linux-Kernel kann dasselbe DT für verschiedene Geräteversionen verwenden, was es einfacher macht, die Software auf neue Geräte zu portieren. |
Linux device tree ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Konfiguration und automatischen Konfiguration von Hardware im Linux-Kernel. Es bietet Flexibilität, Portabilität und Komfort bei der Entwicklung und Wartung von Linux-basierten Geräten.
