嵌入式应用程序如何实际使用设备树 blob？答案

【问题标题】：How are device tree blobs actually used from an embedded application?嵌入式应用程序如何实际使用设备树 blob？
【发布时间】：2020-09-13 23:11:12
【问题描述】：

我正在尝试了解 device tree 的工作原理。我已经阅读了一些文档，或多或少地了解了什么是 dts、dtsi 和 dtb 文件。

我不太了解的是如何从最终应用程序访问dtb 文件中的信息。我一直在阅读zephyr os 文档和一些 linux 内核来理解这一点，但对我来说仍然不是很清楚。

我现在所理解的是最终应用程序（可能是操作系统内核）“手动”读取和解析 dtb 文件。这意味着每个操作系统内核都会以自己的方式解析dtb文件，对吗？

但是，据我了解，该应用程序未链接到dtb 文件，后者在某些内存区域中闪存，然后是应用程序。以某种方式访问它。那么，如果这些符号在构建时不可用，如何构建应用程序？

【问题讨论】：

标签： embedded kernel device-tree zephyr-rtos

【解决方案1】：

免责声明：我不是 Linux 内核专家。

我猜你的问题已经回答了here。是的，每个操作系统内核都会以自己的方式解析 DTB 文件。在 Linux 的情况下，例如，DTB 将由 u-boot 读取，u-boot 将启动 Linux 内核并传递它加载 DTB BLOB 的地址。

在下面的示例中，u-boot 会将内核和 DTB 从 FAT 文件系统加载到内存中，然后将控制权转移到地址 0x80300000 处的内核，同时告诉它其 DTB BLOB 将在地址 0x815f0000 处可用：

fatload mmc 0:1 0x80300000 zImage
fatload mmc 0:1 0x815f0000 beagle-xm.dtb
bootz 0x80300000 - 0x815f0000

DTB BLOB 确实包含两个符号名称及其相关值。应用程序将使用一些专门用于读取 DTB 格式的代码，例如 libfdt，以从其符号名称中检索值。现在不需要在构建它时了解 DTB 内容。这确实允许相同的编译内核在不修改的情况下在不同的硬件上运行，DTB 中描述了各种硬件功能。

为了让操作系统有效地访问 DTB 中包含的信息，信息将使用 libfdt 从 DTB BLOB 中提取一次，然后放入有效的数据结构中。例如，从“扁平化”格式转换为“扩展”格式。

我强烈建议阅读：

此introduction 由来自 Bootlin 的 Thomas Petazzoni 编写的设备树，
这篇 ELC Europe 2014 论文由当时来自 Sony Mobile Communications 的 Frank Rowand 撰写，标题为 Devicetree: kernel internals and practical troubleshooting。

请注意，Zephyr 方法不是标准的：当开放固件/设备树方案被设计为允许应用程序和硬件描述的“后期绑定”时，他们选择了更静态的方法。

Zephyr 实际上使用了一个自定义工具来处理 DTB 文件并生成包含相同信息的 C 头文件，这些文件以符合某些命名约定的宏的形式出现。这可能是您对 DTB 内容和使用它的应用程序绑定在一起的确切阶段感到困惑的原因。

不要尝试使用 Zephyr 提升设备树概念。此外，他们的工具还远非完美，在处理完全有效的 DTB 文件时会卡住。

将 DTB 绑定到驱动程序的 Linux 内核驱动程序代码摘录：

static const struct platform_device_id mxs_auart_devtype[] = {
    { .name = "mxs-auart-imx23", .driver_data = IMX23_AUART },
    { .name = "mxs-auart-imx28", .driver_data = IMX28_AUART },
    { .name = "as-auart-asm9260", .driver_data = ASM9260_AUART },
    { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(platform, mxs_auart_devtype);

static const struct of_device_id mxs_auart_dt_ids[] = {
    {
        .compatible = "fsl,imx28-auart",
        .data = &mxs_auart_devtype[IMX28_AUART]
    }, {
        .compatible = "fsl,imx23-auart",
        .data = &mxs_auart_devtype[IMX23_AUART]
    }, {
        .compatible = "alphascale,asm9260-auart",
        .data = &mxs_auart_devtype[ASM9260_AUART]
    }, { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, mxs_auart_dt_ids);

在 Zephyr 代码中找到一个等效的（虽然不同的驱动程序）：

#if DT_NODE_HAS_COMPAT_STATUS(DT_NODELABEL(flexcomm5), nxp_lpc_spi, okay)
    /* Attach 12 MHz clock to FLEXCOMM5 */
    CLOCK_AttachClk(kFRO_HF_to_FLEXCOMM5);
    
    /* reset FLEXCOMM for SPI */
    RESET_PeripheralReset(kFC5_RST_SHIFT_RSTn);
#endif

【讨论】：