O documento fornece uma introdução sobre o Linux Device Tree, descrevendo sua história, funcionamento, estrutura e aplicações. O Device Tree é uma estrutura de dados que descreve o hardware de um sistema e configura os drivers do kernel Linux.

1. Desvendando a
Linux Device Tree
André Márcio de Lima Curvello
contato@andrecurvello.com.br

2. Sobre mim
André Márcio de Lima Curvello
» Engenheiro de Computação – USP São Carlos
» MBA em Gestão de TI - UNIFRAN
» Mestrado em Processamento de Sinais e
Instrumentação – USP São Carlos
» Articulista do Portal Embarcados e FilipeFlop
» Analista de Tecnologia – Padtec S/A
» Professor na Pós-Graduação em Sistemas
Embarcados – UNISAL São José - Campinas
2

3. “
Se a Microsoft já faz
aplicativos para Linux
significa que eu ganhei.
Linus Torvalds
3

4. 1.
Linux Device Tree
A árvore da vida. Embarcada.

6. O que é a Linux Device Tree?
▪ O ePAPR especifica o conceito chamado de device tree
para descrever um sistema de hardware.
▪ Um device tree é uma estrutura de dados do tipo árvore,
com nós que descrevem dispositivos físicos em um
sistema.
▪ Device-tree descreve informações de dispositivo ño
sistema que não podem ser dinamicamente detectadas
pelo cliente.
6
ePAPR – Power.org Standard for Embedded Power Architecture Platform Requirements
https://www.power.org/documentation/epapr-version-1-1/

7. Histórico
▪ Sun Microsystems – OpenBoot / OpenFirmware
(1988)
▫ Usado em sistemas SPARC
▫ Usa DT para descrever elementos de hardware
▪ IEEE-1275 formaliza a especificação (1994)
▪ Apple adota OpenFirmware no PowerMac 7200
usando Device-Tree (1995)
7

8. Histórico
▪ Common Hardware Reference Platform (CHRP)
especifica Device-Tree em 1995.
▪ ePAPR especifica Device-Tree (2008).
▪ E se torna o padrão ☺
8

9. Device Tree no Kernel Linux
▪ SPARC
▪ Todos os sistemas passam Device-Tree – já
suportado há muito tempo no Kernel
▪ PowerPC
▪ PowerMacs incentivaram o suporte de DeviceTree
no Kernel
▪ x86
▫ CE4100 Falconfalls usa Device-Tree
9

10. Device Tree no Kernel Linux
▪ ARM
▫ Ultimato de Linus Torvalds - 2011 – “Zona” de
códigos.
▪ MIPS
▪ Seguiu a onda do ultimato - 2011
▪ FPGAs
▫ Altera/Xilinx já aplicam DeviceTree na configuração
de seus sistemas (híbridos).
10

11. Histórico +
11
Evolução de defconfigs para ARM

12. 12
The treta has been planted

13. A grande mudança
Um Kernel unificado
13

14. Antes da Device-Tree...
▪ Kernel continha TODA a descrição do Hardware.
▪ O bootloader carrega um único binário
(normalmente zImage ou uImage), e executa.
▪ Cada novo equipamento/plataforma...
▪ Uma estrutura de código adicional
▪ Registros para informar + dados e plataforma
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15. Antes da Device-Tree...
15
ARM Tags

16. E vem a Linux Device Tree
▪ Estrutura de dados (árvore) para descrever uma
configuração de hardware!
▪ Kernel 3+
▪ Interface entre bootloader e Sistema Operacional
(Kernel)
▪ Um Framework para suportar facilmente
múltiplos SoCs usando uma única imagem de
Kernel16

17. Histórico
▪ Here you have a list of items
▪ And some text
▪ But remember not to overload your slides with
content
Your audience will listen to you or read the content,
but won’t do both.
17
One Kernel to rule them all!

18. ▪ Kernel não mais possui a descrição do hardware
▪ Essa descrição fica na Device Tree!
▪ - Um novo binário – Device Tree Blob – DTB
▪ Imagem de Kernel –uImage ou zImage
▪ DTBs localizadas em arch/arm/boot/dts dos
fontes do Kernel.
▪ Um por placa
Device Tree
18

19. Device Tree
19

20. O que a Device Tree não faz
▪ Não substitui códigos específicos da placa
 Ela só configura o que existe
▪ Não adiciona novas características à plataforma
 E pode retirar o que a placa pode ter :-P
▪ Não faz dar boot mais rápido
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21. ▪ Nós
▫ Agrupamentos de propriedades e nós-filhos
▪ Propriedades
▫ Pares chave-valor
▫ Pontos-chave para configurações desejadas
▫ Ex: endereço de memória, pino, IRQ, nome de dispositivo.
▪ Phandles
▫ Referências para outros nós
Conceitos Básicos de Device Tree
21

22. Estrutura
22

23. Estrutura da Device Tree
DTS/DTSi DTBDTC
23
Arquivo fonte da
Device Tree
Compilador da Device
Tree. Ele compila DTS
em DTB
Abreviação de Device
Tree Blob – É o arquivo
binário que armazena
informação da DTS.

24. Device Tree Source para ARM
▪ Formatos de arquivo:
▪ *.dts – Arquivos para definição de placas
▪ *.dtsi – Arquivos de includes
▪ *.dtsi - Normalmente contém definições de
SoC/Plataformas!
24

25. 25

26. Device Tree Source para ARM
▪ Formatos de arquivo:
▪ *.dtb
1º - Produzido pelo compilador (dtc)
2º - Carregado pelo Bootloader
3º - “Parseado” (ai) pelo Kernel no boot.
a.k.a. Flattened Device Tree - FDT
arch/arm/boot/dts/Makefile
-lista os DTBs que devem ser compilados26

27. +Obs Device Tree
▪ Device Tree CONFIGURA Drivers
▪ Device Tree opera em CONJUNTO com Drivers
▪ Ex:
▫ Acionar/desativar GPIOS, SPI , I2C, UART, USB,
Rede, Display, Etc
▫ Controlar frequências, IRQs, clocks, etc.
▫ Parâmetros esses que são usados pelos...
▫ Drivers!
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28. 28

29. 29

30. Tudo junto e misturado!
KernelDrivers
Device-
Tree
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31. Device Tree Bindings!
▪ Documentation/devicetree/bindings
▪ Documenta propriedades, valores, itens
mandatórios e opcionais
▪ Para elementos já cadastrados na árvore do
Kernel!
Quero adicionar um nó! #comofaz?
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32. 32 https://www.kernel.org/doc/Documentation/devicetree/bindings/iio/imu/inv_mpu6050.txt

33. Hora de colocar a mão na massa!
Demonstração
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34. 34
Conflito com endereço do MPU6050!

35. Oferecimento do Free-Electrons
▪ Link: http://free-
electrons.com/pub/conferences/2013/elce/petaz
zoni-device-tree-dummies/petazzoni-device-
tree-dummies.pdf
Device Tree for Dummies
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36. ▪ Link:
https://e-labworks.com/en/treinamentos/linux-
device-drivers/
Embedded Labworks
Linux Device Drivers
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37. ▪ Link:
https://www.toradex.com/pt_br/webinars/demystifying-device-tree-for-nxp-imx-processors
Seminário convidado: Desmistificando Device Tree
para processadores NXP® i.MX
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38. Obrigado!
Perguntas?
38
😉

39. Contato
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@andremlcurvello
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