Question

设备树何时加入linux内核的

Answer 1

Linux and the Device Tree

Linux内核设备树数据使用模型。

Open Firmware Device Tree (DT) 是一个数据结构，也是一种描述硬件的语言。准确地说，它是一种能被操作系统解析的描述硬件的语言，这样操作系统就不需要把硬件平台的细节在代码中写死。

从结构上来说，DT是一个树形结构，或者有名结点组成的非循环图，结点可能包含任意数量的有名属性，有名属性又可以包含任意数量的数据。同样存在一种机制，可以创建从一个结点到正常树形结构之外的链接。

从概念上讲，一套通用的使用方法，即bindings。Bindings定义了数据如何呈现在设备树中，怎样描述典型的硬件特性，包括数据总线，中断线，GPIO连接以及外设等。

尽可能多的硬件被描述从而使得已经存在的bindings最大化地使用源代码，但是由于属性名和结点名是简单字符串， 可以通过定义新结点和属性的方式很方便地扩展已经存在的bindings或者创建一个新的binding。在没有认真了解过已经存在的bindings的情况下，创建一个新的binding要慎之又慎。对于I2C总线，通常有两种不同的，互不相容的bindings出现，就是因为新的binding创建时没有研究I2C设备是如何在当前系统中被枚举的。

1. 历史
略
2. 数据模型
请参考Device Tree Usage章节
2.1 High Level View
必须要认识到的是，DT是一个描述硬件的数据结构。它并没有什么神奇的地方，也不能把所有硬件配置的问题都解决掉。它只是提供了一种语言，将硬件配置从Linux Kernel支持的board and device driver中提取出来。DT使得board和device变成数据驱动的，它们必须基于传递给内核的数据进行初始化，而不是像以前一样采用hard coded的方式。

观念上说，数据驱动平台初始化可以带来较少的代码重复率，使得单个内核映像能够支持很多硬件平台。

Linux使用DT的三个主要原因：
1） 平台识别 (Platform Identification)
2） 实时配置 (Runtime Configuration)
3） 设备植入 (Device Population)

2.2 平台识别
第一且最重要的是，内核使用DT中的数据去识别特定机器。最完美的情况是，内核应该与特定硬件平台无关，因为所有硬件平台的细节都由设备树来描述。然而，硬件平台并不是完美的，所以内核必须在早期初始化阶段识别机器，这样内核才有机会运行特定机器相关的初始化序列。

大多数情况下，机器识别是与设备树无关的，内核通过机器的核心CPU或者SOC来选择初始化代码。以ARM平台为例，setup_arch()会调用setup_machine_fdt()，后者遍历machine_desc链表，选择最匹配设备树数据的machine_desc结构体。它是通过查找设备树根结点的compatible属性并与machine_desc->dt_compat进行比较来决定哪一个machine_desc结构体是最适合的。

Compatible属性包含一个有序的字符串列表，它以确切的机器名开始，紧跟着一个可选的board列表，从最匹配到其他匹配类型。以TI BeagleBoard的compatible属性为例，BeagleBoard xM Board可能描述如下：
compatible = "ti,omap3-beagleboard", "ti,omap3450", "ti,omap3";
compatible = "ti,omap3-beagleboard-xm", "ti,omap3450", "ti,omap3";
在这里，”ti, omap3-beagleboard-xm”是最匹配的模型，"ti,omap3450"次之，"ti,omap3"再次之。

机敏的读者可能指出，Beagle xM也可以声明匹配"ti,omap3-beagleboard"，但是要注意的是，板级层次上，两个机器之间的变化比较大，很难确定是否兼容。从顶层上来看，宁可小心也不要去声明一个board兼容另外一个。值得注意的情况是，当一个board承载另外一个，例如一个CPU附加在一个board上。（两种CPU支持同一个board的情况）