设备树驱动模型与驱动框架之间的关系

设备树（Device Tree）驱动模型与 Linux 驱动框架密切相关，它们共同构成了 Linux 内核中管理硬件设备的基础。它们的关系可以从以下几个方面来理解：

1. 设备树（Device Tree）是什么？

设备树是一种用于描述硬件系统的层次化数据结构，它以树的形式定义了系统中的所有设备及其属性。设备树文件通常用于嵌入式系统（尤其是 ARM 平台）中，用于告诉操作系统硬件配置细节，如内存、CPU、外设（GPIO、I2C、SPI 等）的信息。

• 设备树文件通常是以 .dts（Device Tree Source） 和 .dtsi（Device Tree Include） 文件的形式出现，并在编译时转换为二进制的 .dtb（Device Tree Blob）文件。
• 设备树描述了设备的类型、地址、资源、参数等信息，而不依赖于板级代码来硬编码这些信息。

2. 设备树驱动模型（Device Tree Binding Model）

设备树驱动模型是 Linux 内核中使用设备树描述和管理硬件设备的机制。它包含以下几个要素：

• 设备节点（Device Nodes）：设备树中每个设备都用一个节点来描述，节点包含设备的兼容性字符串（compatible string）、寄存器地址、IRQ 中断等信息。
• 兼容性字符串（Compatible String）：这是设备节点中一个非常重要的属性，用于驱动和设备的匹配。驱动程序通常会通过 of_match_table（设备树匹配表）来指定它能支持的设备类型。
• 设备树解析：在内核启动时，设备树会被解析，并为每个设备节点创建一个 platform_device 或其他类型的设备结构。

3. Linux 驱动框架与设备树的关系

Linux 驱动框架通过设备树与硬件设备进行交互和管理。具体关系如下：

• 设备注册与管理：在 Linux 内核启动时，设备树中的信息会被解析，并将描述的每个设备注册为一个 platform_device 或其他特定类型的设备。然后，驱动框架通过设备树的信息加载相应的驱动程序。

• 驱动与设备匹配：驱动程序通过 of_match_table 指定它支持的设备树兼容性字符串。内核会根据设备树中描述的设备信息来匹配合适的驱动程序，并调用驱动的 probe 函数。

  static const struct of_device_id my_driver_of_match[] = {
      { .compatible = "myvendor,mydevice" },
      {},
  };
  
  static struct platform_driver my_driver = {
      .probe = my_probe,
      .remove = my_remove,
      .driver = {
          .name = "my_driver_name",
          .of_match_table = my_driver_of_match,
      },
  };
  

• 设备初始化：通过设备树，驱动程序能够以一种标准化的方式从设备树中读取设备的初始化参数，从而配置和管理设备。

4. 设备树与其他驱动模型的关系

• 在没有设备树的系统中，硬件设备通常由板级代码（如 board.c 文件）注册到内核中。设备树模型则将硬件描述和软件实现解耦，从而提高了代码的可移植性和复用性。
• 对于某些平台（如 x86），设备树并不常用，因为硬件配置可以通过 ACPI（高级配置和电源接口）等机制来管理。

5. 总结

• 设备树驱动模型 是用于描述硬件信息的一个抽象层，它将硬件设备信息从驱动程序中分离出来，使得驱动程序无需依赖具体的硬件配置。
• Linux 驱动框架 则是用于管理和控制硬件设备的一个机制。设备树模型中的信息被传递给驱动框架，驱动框架根据这些信息来加载、初始化和管理设备。
• 它们共同工作，使得 Linux 内核能够以一种标准化的方式在不同的硬件平台上管理和配置设备。