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什么是设备树

• 设备树（Device Tree）是用来描述板卡上的硬件资源信息的，包括外设控制器和各种外设所使用的硬件资源信息

• 设备树的源文件名后缀是.dts/.dtsi, dtsi文件一般用来描述一些通用的硬件信息资源，然后会被dts文件引入，这样dts文件中就会包含dtsi文件中的内容

• 设备树源文件在内核中的位置：/arch/arm(64)/boot/dts

• dts源文件不能直接被内核驱动所使用，必须被编译成二进制文件才能被内核驱动使用，设备树二进制文件后缀名是dtb，使用dtc工具把dts文件编译成dtb文件

  graph LR dts —-dtc—> dtb

设备树语法

dts文件布局

/dts-v1/;                // 表示版本
[memory reservations]    // 格式为: /memreserve/ <address> <length>;
/ {
    [property definitions]
    [child nodes]
};

以上各项的含义：

设备节点

设备树中的基本单元被称为节点(node)，格式为：

[label:] node-name[@unit-address] {
    [properties definitions]
    [child nodes]
};

label是标号，可以省略，label的作用是为了方便地引用node，比如：

/dts-v1/;
/ {
	uart0: uart@fe001000 {
        compatible="ns16550";
        reg=<0xfe001000 0x100>;
	};
};

可以使用下面2种方法来修改uart@fe001000这个node：
// 在根节点之外使用label引用node：

&uart0 {
    status = “disabled”;
};

或在根节点之外使用全路径：

&{/uart@fe001000}  {
    status = “disabled”;
};

属性（properties）

每个节点都有不同的属性，不同的属性又有不同的内容，属性都是键值对，值可以为空或任意的字节流

属性格式

• 属性有值

  [label:] property-name = value;
  

• 属性没有值

  [label:] property-name;
  

属性取值可以有四种

1. arrays of cells(1个或多个32位数据, 64位数据使用2个32位数据表示)
   cell 就是一个32位的数据，一个或多个cell用尖括号括起来，并以空格隔开就可以作为一种合法的属性值

interrupts = <17 0xc>

64bit数据使用2个cell来表示，一个或多个cell用尖括号包围起来:

clock-frequency = <0x00000001 0x00000000>

2. string(字符串)，用双引号包围起来

compatible = "simple-bus";

3. bytestring(1个或多个字节)，用中括号包围起来

local-mac-address = [00 00 12 34 56 78];  // 每个byte使用2个16进制数来表示
local-mac-address = [000012345678];       // 每个byte使用2个16进制数来表示

4. 以上三种值的混合，以逗号隔开

compatible = "ns16550", "ns8250";
example = <0xf00f0000 19>, "a strange property format";

一些常用的属性

compatible

compatible 属性也叫做“兼容性”属性，这是非常重要的一个属性！compatible 属性的值是一个字符串列表，compatible 属性用于将设备和驱动绑定起来。

“compatible”表示“兼容”，对于某个LED，内核中可能有A、B、C三个驱动都支持它，那可以这样写：

led {
    compatible = “A”, “B”, “C”;
};

内核启动时，就会为这个LED按这样的优先顺序为它找到驱动程序：A、B、C。

当该属性位于根节点时，用于指定内核中哪个machine_desc可以支持本设备，即当前设备与哪些平台兼容。其值的格式一般是”manufacturer,model”，其中manufacturer表示厂家，model表示型号（厂家的哪型产品）。

当该属性的值有多个字符串时，从左往右，从最特殊到最一般。举例来说，compatible = “samsung,smdk2416”, “samsung,s3c2416”;作为根节点的属性时，第一个字符串指示了一个具体的开发板型号，而第二个字符串要更一般，只指示了SoC的型号。在linux初始化时，会优先找支持”samsung,smdk2416″的machine_desc用以初始化硬件，找不到时才退而求其次”samsung,s3c2416″。

model

model属性与compatible属性有些类似，但是有差别。
compatible属性是一个字符串列表，表示你的硬件可以兼容A、B、C等驱动；
model用来准确地定义这个硬件是什么。
比如根节点中可以这样写：

/ {
    compatible = "samsung,smdk2440", "samsung,mini2440";
    model = "jz2440_v3";
};

它表示这个单板，可以兼容内核中的“smdk2440”，也兼容“mini2440”。
从compatible属性中可以知道它兼容哪些板，但是它到底是什么板？用model属性来明确。

#address-cells、#size-cells

cell指一个32位的数值
address-cells：address要用多少个32位数来表示
size-cells：size要用多少个32位数来表示

比如一段内存，怎么描述它的起始地址和大小？
下例中，address-cells为1，所以reg中用1个数来表示地址，即用0x80000000来表示地址；size-cells为1，所以reg中用1个数来表示大小，即用0x20000000表示大小：

/ {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
memory {
    reg = <0x80000000 0x20000000>;
    };
};

status

status 属性是和设备状态有关的，status 属性值是字符串

&uart1 {
    status = "disabled";
};

status 可选的状态如下：

phandle

该属性可以为节点指定一个全局唯一的数字标识符。这个标识符可以被需要引用该节点的另一个节点使用。举例来说，现有一个中断控制器：

pic@10000000 {
    phandle = <1>;
    interrupt-controller;
};

还有一个可以产生中断的设备，且这个设备的中断信号线连接到了上述中断控制器，为了描述清楚这种关系，该设备的设备节点就需要引用中断控制器的节点：

another-device-node {
    interrupt-parent = <1>; /* 数字1就唯一标识了节点pic@10000000 */
};

interrupt-controller

这是一个没有值的属性，用在中断控制器的设备节点中，以表明这个节点描述的是一个中断控制器。

interrupt-parent

该属性用于可以产生中断，且中断信号连接到某中断控制器的设备的设备节点，用于表示该设备的中断信号连接到了哪个中断控制器。该属性的值通常是中断控制器设备节点的数字标识（phandle），具体示例在上文已经出现过了。

reg

reg属性描述了设备资源在其父总线定义的地址空间内的地址。reg 属性的值一般是(address，length)对，该属性使用一对或多对（地址，长度）来描述设备所占的地址空间。至于地址和长度使用多少个cell来表示呢？这取决于父节点的#address-cells、#size-cells属性的值。

举个例子，当：

#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;

那么reg = <0x3000 0x20 0xFE00 0x100>，表示该属性所属的设备占据了两块内存空间，第一块是以0x3000为起始的32字节内存块；第二块是以0xFE00为起始的256字节内存块。

/aliases

/aliases节点应当作为根节点的孩子节点，用于定义一个或多个别名属性，每条别名属性会为一个设备节点的路径名设置一个别名，别名即为别名属性的属性名，属性值则是设备节点的路径名。如下面这个例子所示：
aliases { serial0 = "/simple-bus@fe000000/serial@llc500"; ethernet0 = "/simple-bus@fe000000/ethernet@31c000"; };

/chosen

/chosen节点应当用作根节点的孩子节点，有以下可选属性：

• bootargs
• stdout-path
• stdin-path

顾名思义，该节点可以指定启动参数、标准输出和标准输入，一个例子如下：

/ {
	......
	chosen {
		bootargs = "root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.1 console=ttyS0,115200";
	};
	......
};

向节点追加或修改内容

要向节点中追加或修改节点中的属性，可以对节点使用引用的方式来处理。
比如原始的i2c1节点是：

i2c1: i2c@021a0000 {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
    compatible = "fsl,imx6ul-i2c", "fsl,imx21-i2c";
    reg = <0x021a0000 0x4000>;
    interrupts = <GIC_SPI 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&clks IMX6UL_CLK_I2C1>;
    status = "disabled";
};

要对i2c1节点做属性的追加和修改，使用如下方式:

&i2c1 {
    /* 要追加或修改的内容 */
};

&i2c1 表示使用引用的方式访问 i2c1 这个 label 所对应的节点

修改后的设备树代码如下：

&i2c1 {
    clock-frequency = <100000>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;
    status = "okay";

    mag3110@0e {
        compatible = "fsl,mag3110";
        reg = <0x0e>;
        position = <2>;
    };

    fxls8471@1e {
        compatible = "fsl,fxls8471";
        reg = <0x1e>;
        position = <0>;
        interrupt-parent = <&gpio5>;
        interrupts = <0 8>;
    };
};

其中：
clock-frequency 就是新添加的属性。
status 属性的值由原来的 disabled 改为 okay
mag3110 和 fxls8471 是新增加的2个子节点

编写设备树

在DTS文件中包含其他文件

编写设备树文件时，我们通常会把多种设备的共性抽出来，写在DTSI文件（后缀为.dtsi）中，其语法与DTS文件一样。比如，多款使用了am335x的板子，因为使用了同一款SoC，描述设备时肯定会有一些相同的部分，可以把这部分抽出来，写到am335x.dtsi中，然后在具体的某型板子的设备树中包含相应的DTSI文件，包含的方式有：

/include/ “xxx.dtsi”
#include “xxx.dtsi”

设备树编译器还支持c语言的头文件，因此，如果有需要可以定义一些宏并在设备树文件中使用。

如何在设备树文件中描述设备

设备树写出来是给驱动程序看的，也就是说驱动程序怎么写的，相应的设备树就该怎么写；或者反过来，先约定好设备树怎么写，在相应的设计驱动。驱动和设备树有着对应的关系，这种对应关系也被称为bindings。具体的：

对于上游芯片厂商，应当按照devicetree-specification推荐的设备树写法，遵守各种约定，确定好如何规范的描述设备，并提供相应的驱动程序。devicetree-specification-v0.3的第四章给出了一些推荐的做法。

对于下游产品厂商，当使用芯片厂商的芯片做产品时，芯片厂商通常会提供驱动程序和设备树文件编写的参考文档，这些文档位于linux内核源码树的Documentation/devicetree/bindings目录下。如果芯片厂商没提供相应文档的话，就要读驱动的源码，知道驱动怎么写的，自然也就知道如何写设备树了。