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U-Boot与Linux内核深度解析：设备树详解指南（嵌入式系统启动流程）

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系统教程
2026-02-04
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U-Boot与Linux内核深度解析：设备树详解指南（嵌入式系统启动流程）

欢迎来到嵌入式系统学习教程！本文将详细解释U-Boot和Linux内核的关系，并深入探讨设备树的概念。即使你是小白，也能轻松理解整个嵌入式启动过程。我们将从基础开始，逐步展开，确保内容清晰易懂。

一、U-Boot和Linux内核简介

U-Boot（Universal Bootloader）是一种开源的引导加载程序，广泛用于嵌入式系统中。它的主要作用是初始化硬件设备，为操作系统启动做准备。例如，在设备上电后，U-Boot会首先运行，检测内存、串口等硬件，并加载操作系统镜像。

Linux内核是操作系统的核心部分，负责管理硬件资源、进程调度等。在嵌入式系统中，Linux内核通常由U-Boot引导启动，之后接管系统控制权，运行用户应用程序。

二、U-Boot和Linux内核的关系

U-Boot和Linux内核是嵌入式启动链条中的两个关键环节。U-Boot作为“引导者”，负责硬件初始化和加载内核；而Linux内核作为“执行者”，启动后运行系统服务。它们通过传递参数（如内存地址、设备信息）来协同工作，确保系统顺利启动。这个过程体现了嵌入式启动的典型流程。

U-Boot与Linux内核深度解析：设备树详解指南（嵌入式系统启动流程） U-Boot Linux内核设备树嵌入式启动第1张

上图展示了U-Boot如何引导Linux内核，并传递设备树数据。接下来，我们将详细解析设备树。

三、设备树详解

设备树（Device Tree）是一种数据结构，用于描述硬件配置信息。在嵌入式系统中，由于硬件平台多样，Linux内核需要知道具体硬件细节才能正确驱动设备。设备树解决了这个问题：它将硬件信息从内核代码中分离出来，以文本文件（.dts格式）定义，编译后由U-Boot传递给内核。

设备树的核心作用是在嵌入式启动中提供硬件抽象，让Linux内核能够跨平台运行。例如，一个设备树文件可以描述CPU类型、内存布局、外设地址等，这样内核无需为每个硬件修改代码，提高了可移植性。

设备树的基本结构

设备树文件使用树状结构，包含节点和属性。以下是一个简单示例：

/dts-v1/;/ {model = "嵌入式设备示例";compatible = "vendor,board";cpus {cpu@0 {device_type = "cpu";reg = <0>;};};memory {device_type = "memory";reg = <0x80000000 0x10000000>;};};

这个例子定义了设备模型、兼容性、CPU和内存信息。通过U-Boot加载后，Linux内核会解析这些数据来初始化硬件。设备树的使用简化了嵌入式启动配置，是连接U-Boot和内核的桥梁。