fdt的全称为Flattened Device Tree,意为扁平化设备树。在Linux系统中,设备树是用于描述硬件资源的一种数据结构,以树的形式呈现出硬件的层级关系和各个硬件资源的属性信息,由于可以在运行时动态的改变设备的配置和资源分配,因此被广泛应用于各种嵌入式系统中。而fdt是一种将设备树序列化后的数据格式,用于在Linux内核和用户空间之间传递设备树信息。
fdt的设计和解析是由Device Tree工作组负责的,目前已经被广泛应用在各种嵌入式系统中。在Linux系统中,fdt同样被用于描述CPU架构、硬件设备和驱动之间的映射关系,从而帮助内核动态的加载和卸载硬件驱动,实现系统的自适应配置和资源分配。
在嵌入式系统开发中,使用fdt有以下优点:
1、设备树允许系统在运行时动态的添加和删除设备,以及改变硬件资源的配置,从而实现对系统的快速配置和升级;
2、fdt为设备和驱动提供了一个标准化的接口,使系统更加稳定和易于维护;
3、设备树的存在可以使系统保持更好的移植性和可移植性,因为各个硬件设备之间的配置信息已经在设备树中指定,当系统移植到其他平台时只需要简单的重新配置设备树即可。
因此,使用fdt是现代嵌入式系统开发中不可或缺的一部分,它增强了系统的灵活性、可配置性和可移植性,成为了嵌入式开发的重要组成部分。
在Linux内核中,fdt主要用于描述各种硬件设备与内核的映射关系和属性信息,从而帮助内核进行初始化和正确的硬件驱动加载。同时,fdt也为内核提供了一种跨平台、跨架构的硬件描述方式。具体来说,fdt在内核中的应用包括以下方面:
1、内核启动时使用fdt加载硬件信息,包括CPU架构、硬件设备和驱动之间的映射关系等,并将这些信息传递给用户空间的init进程,以实现系统的自适应配置;
2、内核驱动使用fdt来确认硬件设备的存在和属性信息,从而正确加载和初始化驱动;
3、内核使用fdt来实现设备树保留区的寻找和管理,该区域通常包含系统的设备信息和属性。
为了方便对fdt进行编辑、生成和解析,开发了一系列fdt工具,包括dtc、libfdt、fdtview和fdtoverlay等,其中dtc是fdt的标准编译器,libfdt是fdt的一个C库,帮助用户使用C语言程序访问fdt数据。
在实际的应用中,fdt主要应用于以下方面:
1、板级支持包(BSP)开发:为特定的嵌入式平台生成和管理fdt,以支持各种硬件驱动和系统启动;
2、Bootloader开发:Bootloader需要处理fdt的加载和解析,以确定硬件的属性和映射关系,从而正确加载内核和设备驱动;
3、内核开发:内核开发人员需要使用fdt管理设备描述、驱动程序和硬件资源之间的关系,以及动态的添加和删除设备;
4、用户空间应用:用户空间程序可以使用libfdt库访问fdt数据,包括读取设备属性、修改设备节点和生成新的设备树等。