Linux device tree (DT) je jazyk, který se používá v linuxovém jádře k popisu hardwarových možností a nastavení zařízení. Byl navržen tak, aby usnadnil práci s různými hardwarovými platformami a zajistil kompatibilitu mezi různými zařízeními.
DT je strukturovaná prezentace hardwarových komponent v Linuxovém jádru. Popisuje zařízení, jejich vlastnosti a vztahy mezi nimi ve formě stromové struktury. To umožňuje linuxovému jádru dynamicky konfigurovat a spravovat hardwarové komponenty na různých platformách bez překompilace jádra.
Chcete-li použít DT v jádře, musíte v konfiguraci jádra povolit možnost CONFIG_OF. DT soubory pak mohou být přidány do jádra jako statická část jádra nebo staženy během spouštění. Po stažení DT, linuxové jádro jej používá k konfiguraci a inicializaci hardwarových komponent.
DT umožňuje abstrahovat od detailů hardwarové platformy a vytvářet přenosný kód, který může fungovat na různých zařízeních, která podporují DT. Usnadňuje také vývoj a ladění zařízení, protože vám umožňuje pracovat se zařízeními na vyšší úrovni abstrakce.
Co je Linux device tree kernel?
DT je alternativou ke statickým tabulkám zařízení, které byly použity v předchozích verzích linuxového jádra. Poskytuje flexibilnější a dynamičtější přístup ke konfiguraci hardwarových zařízení.
Pomocí DT lze popsat různé vlastnosti zařízení, jako jsou piny GPIO, přerušení, paměťové registry a další možnosti. Popisy zařízení jsou uloženy ve formátu .DTS (Device Tree Source) a jsou kompilovány do binárního formátu .DTB (Device Tree Blob), který se načte do jádra spolu s obrazem operačního systému.
| Výhody používání Linux device tree kernel: |
|---|
| 1. Všestrannost: DT umožňuje popis hardwarových zařízení bez ohledu na architekturu procesoru. Může být použit na různých platformách, jako je ARM, MIPS, PowerPC a další. |
| 2. Flexibilní konfigurace: DT poskytuje možnost správy hardwarových zařízení tím, že umožňuje měnit jejich parametry během provozu systému bez změny zdrojového kódu jádra. |
| 3. Opětovné použití: DT lze použít k popisu hardwarových zařízení, která se používají na různých platformách. To vám umožní zkrátit dobu vývoje a usnadnit podporu různých zařízení. |
| 4. Čitelnost a srozumitelnost: DT používá jednoduchou a srozumitelnou syntaxi, díky které jsou popisy zařízení snadno čitelné a srozumitelné pro vývojáře a správce systému. |
Definice a účel
Linux device tree (dt) kernel je strukturovaný popisný soubor, který obsahuje informace o hardwarových zařízeních vestavěných systémů.
DT kernel se používá k popisu hardwarové konfigurace a spojení mezi zařízeními a poskytuje informace o ovladačích zařízení a jejich nastavení.
Hlavním cílem DT kernel je abstrahovat hardwarovou konfiguraci od jádra operačního systému, což umožňuje opětovné použití stejného jádra na různých platformách bez jeho úpravy.
- DT kernel usnadňuje přidávání a mazání zařízení, aniž byste museli měnit zdrojový kód jádra.
- Poskytuje pohodlný způsob pro vývojáře hardwaru, aby popsali svá zařízení a jejich spojení s jinými zařízeními.
- DT kernel usnadňuje podporu a konfiguraci zařízení vestavěných systémů díky možnosti poskytovat informace o jejich specifických parametrech a nastavení.
Linux device Tree
Architektura Linux device tree (DT) je hierarchická datová struktura popisující hardware zařízení. Device tree se používá k přenosu informací o periferiích a jejich spojení s jádrem operačního systému Linux. V Linuxovém jádru se DT používá k automatickému rozpoznávání a proinicializaci zařízení.
Device tree definuje hardwarové komponenty systému, jako jsou procesory, paměť, řadiče a jejich komunikace a konfigurace. Device tree lze představit jako strom, kde kořenovým uzlem je zařízení a podřízenými uzly jsou jeho komponenty.
Device tree poskytuje hardwarově nezávislou konfiguraci zařízení, která umožňuje jednotnému linuxovému osu pracovat na různých hardwarových platformách. Výhodou DT je, že odděluje informace o konkrétním hardwaru od kódu jádra, což usnadňuje podporu různých hardwarových platforem a má pozitivní vliv na škálovatelnost jádra.
K zobrazení informací o zařízeních se v DT používají uzly a vlastnosti. Uzly jsou prvky dřeva a mají název, který je obvykle řetězec ASCII. V každém uzlu mohou být vlastnosti reprezentované dvojicí název-hodnota. Název vlastnosti je také obvykle řetězec ASCII a hodnota může být jakýkoli typ dat.
| Uzel | Vlastnosti |
|---|---|
| Uzel 1 | Vlastnost 1 Vlastnost 2 |
| Uzel 2 | Vlastnost 1 Vlastnost 2 |
Uzly a vlastnosti DT jsou popsány pomocí jazyka popisu uzlů (Device Tree Source, DTS). Soubory DTS jsou textové soubory obsahující popis DT ve speciálním formátu. Soubory DTS jsou kompilovány do binárního formátu (Device Tree Blob, DTB), který je načten jádrem operačního systému.
Architektura Linux device tree poskytuje flexibilní a rozšiřitelný systém popisu a konfigurace hardwarových zařízení. Device tree vám umožňuje vytvářet hardwarově nezávislá zařízení a automaticky je inicializovat v jádře Linuxu.
Výhody používání Linux device tree v jádře
Použití Linux device tree (DT) v jádře operačního systému Linux má několik výhod:
| Výhoda | Popis |
|---|---|
| Plošinonezávislost | DT umožňuje popis hardwarových komponent a jejich spojení s operačním systémem bez ohledu na konkrétní platformu. To vám umožní přenést kód na různá zařízení, aniž byste museli měnit Linuxové jádro. |
| Zjednodušení nastavení zařízení | DT obsahuje popis hardwarových komponent, jako jsou procesory, paměť, periferní zařízení a jejich komunikace. To umožňuje linuxovému jádru automaticky konfigurovat hardware při spuštění systému, což usnadňuje a urychluje proces inicializace. |
| Dynamická detekce a podpora nového hardwaru | DT vám umožňuje přidávat nová zařízení do systému, aniž byste museli měnit a překompilovat Linuxové jádro. Když je nové zařízení zapnuto, jádro automaticky vyhledá jeho popis v DT a inicializuje jej, což vám umožní podporovat horké připojení nových zařízení. |
| Zlepšení zpětné kompatibility | Použití DT umožňuje hardwarovému výrobci při vydávání nových verzí zařízení zachovat zpětnou kompatibilitu s předchozími verzemi. Linuxové jádro může používat stejný DT pro různé verze zařízení, což usnadňuje přenos softwaru do nových zařízení. |
Linux device tree je výkonný nástroj pro konfiguraci a automatické nastavení hardwaru v linuxovém jádře. Poskytuje flexibilitu, přenositelnost a pohodlí při navrhování a podpoře zařízení založených na Linuxu.