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第 9 章：Linux 设备树 (DTS) ——屏蔽与独占外设

news 2026/3/26 22:55:22

现在 A35 已经在 M33 的引导下开始启动了。但紧接着你会发现一个严重的冲突：Linux 内核启动时会根据设备树（Device Tree）扫描所有硬件，如果它尝试初始化已经被 M33 占用的 UART7 或 I2C2，轻则导致驱动报错，重则因 RIF 权限冲突引发系统挂起（System Hang）。

本章我们将对 Linux 设备树动一场“外科手术”，确保 Linux 能与 M33 和谐共处。

9.1 设备树裁剪的核心逻辑

在异构系统中，设备树不仅要描述硬件，还要描述“所有权”。我们的手术方案分为三步：

屏蔽（Disable）：告诉 Linux 某些硬件已经“不存在”了。
预留（Reserve）：划出内存禁区，防止 Linux 内核把 M33 的代码段当成空闲内存回收。
引用（Reference）：为后续的核间通讯（OpenAMP）定义端点。

9.2 实战：内存禁区——`reserved-memory`节点

在 Linux 源码的.dts或.dtsi文件中，我们必须手动添加保留内存块。地址必须与第 7 章 M33 链接脚本中的地址严格对应。

/ {
reserved-memory {
#address-cells = <2>;
#size-cells = <2>;
ranges;

/* M33 的运行代码区：256KB @ 0x0E000000 */
m33_code_reserved: m33_code@0e000000 {
reg = <0x0 0x0e000000 0x0 0x00040000>;
no-map; // 告诉内核：这块地盘你连看都不要看，不要建立 MMU 映射
};

/* 跨核通讯共享内存：2MB @ 0x90000000 */
vdev0buffer: vdev0buffer@90000000 {
compatible = "shared-dma-pool";
reg = <0x0 0x90000000 0x0 0x00200000>;
no-map;
};
};
};

9.3 实战：硬件“消失术”——修改外设状态

我们在 M33 侧接管了 UART7（调试串口）、I2C2（IMU）和 GPIOZ（LED）。在 Linux 设备树中，必须显式将它们设为disabled。

/* 禁用 UART7，防止 Linux 控制台抢占 */
&uart7 {
status = "disabled";
};

/* 禁用 I2C2，防止 Linux 的 I2C 驱动初始化 LSM6DS3 */
&i2c2 {
status = "disabled";
};

/* 针对 GPIOZ，通常在 MP257 中只需禁用对应的 pinctrl 节点 */
&pinctrl_gpioz {
status = "disabled";
};

9.4 深度实战：定义远程处理器节点 (RemoteProc)

为了让 Linux 识别到 M33 核心并与其进行 OpenAMP 通讯，我们需要在设备树中定义一个m33_rproc节点。

m33_rproc: m33@0 {
compatible = "st,stm32mp2-m33";
/* 指向上面定义的保留内存 */
memory-region = <&m33_code_reserved>, <&vdev0buffer>;
st,syscfg-holdboot = <&syscfg 0x0 0x1>; // 握手寄存器
status = "okay";
};

9.5 编译与部署 DTS

export ARCH=arm64
export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
make stm32mp257f-dk.dtb

更新开发板：将生成的.dtb文件拷贝到 SD 卡的/boot目录或指定的存储分区。
验证：
- 启动 Linux 后，运行ls /dev/ttySTM*。如果你发现没有ttySTM7（对应 UART7），说明屏蔽成功。
- 观察 M33 串口：如果 Linux 启动过程中，M33 的 LED 依然正常闪烁且 IMU 数据没有中断，说明 Linux 已经绕开了这些硬件。

9.6 避坑指南 (Debug Tips)

陷阱：引脚冲突。虽然你禁用了&uart7节点，但如果pinctrl配置中其他活动的设备（如 SPI 或其他 UART）误用了 UART7 的引脚，依然会导致电气冲突。
- 检查：在设备树中全局搜索引脚定义，确保 M33 使用的引脚没有在任何status = "okay"的节点中出现。
陷阱：时钟树断电。Linux 内核有一个特性：如果一个时钟没有任何驱动使用，它会自动关闭该时钟以省电。
- 对策：在&rcc节点中，将 M33 需要的时钟加入protected-clocks列表。