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在Linux3.x版本后，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中，描述板級細節的代碼（比如platform_device、i2c_board_info等）被大量取消，取而代之的是設備樹，其目錄位於arch/arm/boot/dts
1.設備樹的組成
1個dts文件+n個dtsi文件，它們編譯而成的dtb文件就是真正的設備樹
soc廠商會把soc公共的特性和多塊開發板公用的特性提煉為dtsi，而dts則負責描述某個具體的產品（開發板）的特性。dts直接或間接的包含多個dtsi（類似於c語言的頭文件），就體現了一個完整的產品（開發板）所有的特性。以solidrun公司的hummingboard為例，其組成為
imx6dl-hummingboard.dts
|_imx6dl.dtsi
| |_imx6qdl.dtsi
|_imx6qdl-microsom.dtsi
|_imx6qdl-microsom-ar8035.dtsi
此外，dts/dtsi兼容c語言的一些語法，能使用宏定義，也能包含.h文件
2.設備樹的結構
下面分別是是imx6dl-hummingboard.dts以及imx6dl.dtsi文件，我們以它們為例來分析，不難發現dts文件內容很少，只有一些板級的特征，大部分公共的硬件描述都在dtsi文件中
imx6dl-hummingboard.dts 文件節選
/dts-v1/;
#include "imx6dl.dtsi"
#include "imx6qdl-microsom.dtsi"
#include "imx6qdl-microsom-ar8035.dtsi"
/ {
model = "SolidRun HummingBoard DL/Solo";
compatible = "solidrun,hummingboard", "fsl,imx6dl";
ir_recv: ir-receiver {
compatible = "gpio-ir-receiver";
gpios = <&gpio1 2 1>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hummingboard_gpio1_2>;
};
regulators {
compatible = "simple-bus";
reg_3p3v: 3p3v {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "3P3V";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
regulator-always-on;
};
}
&i2c1 {
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_hummingboard_i2c1>;
rtc: pcf8523@68 {
compatible = "nxp,pcf8523";
reg = <0x68>;
};
};
imx6dl.dtsi文件節選
/ {
aliases {
/*省略無關代碼*/
}
soc {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "simple-bus";
interrupt-parent = <&intc>;
ranges;
/*省略無關代碼*/
timer@00a00600 {
compatible = "arm,cortex-a9-twd-timer";
reg = <0x00a00600 0x20>;
interrupts = <1 13 0xf01>;
clocks = <&clks IMX6QDL_CLK_TWD>;
};
aips-bus@02000000 { /* AIPS1 */
compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
reg = <0x02000000 0x100000>;
ranges;
/*省略無關代碼*/
gpio1: gpio@0209c000 {
compatible = "fsl,imx6q-gpio", "fsl,imx35-gpio";
reg = <0x0209c000 0x4000>;
interrupts = <0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<0 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};
/*省略無關代碼*/
i2c1: i2c@021a0000 {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
compatible = "fsl,imx6q-i2c", "fsl,imx21-i2c";
reg = <0x021a0000 0x4000>;
interrupts = <0 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&clks IMX6QDL_CLK_I2C1>;
status = "disabled";
};
};
/*省略無關代碼*/
};
};
基本構造
{}包圍起來的結構稱之為節點，dts中最開頭的/ {}，稱為根節點。節點的標准結構是xxx@yyy{…}，xxx是節點的名字，yyy則不是必須的，其值為節點的地址（寄存器地址或其他地址），比如i2c1: i2c@021a0000中的就是一個i2c控制器的寄存器基地址，rtc: pcf8523@68中的就是這個rtc設備的i2c地址
屬性：地址
有關節點的地址，比如i2c@021a0000，雖然它在名字后面跟了地址，但是正式的設置是在reg屬性中設置的比如：reg = <0x021a0000 0x4000>;reg的格式通常為<address length>，0x021a0000是寄存器基地址，0x4000是長度。address 和length的個數是可變的，由父節點的屬性#address-cells 和#size-cells 決定，比如節點i2c@021a0000的父節點是aips-bus@02000000，其#address-cells 和#size-cells均為1，所以下面的i2c節點的reg屬性就有一個address 和length，而i2c節點本身#address-cells 和#size-cells 分別為1和0，所以其下的rtc: pcf8523@68 的reg屬性就只有一個0x68（i2c地址）了
屬性：兼容性
如果一個節點是設備節點，那么它一定要有compatible（兼容性），因為這將作為驅動和設備（設備節點）的匹配依據，compatible（兼容性）的值可以有不止一個字符串以滿足不同的需求，詳見下一節。而根節點的compatible也是非常重要的，也就是"fsl,imx6dl"這個字符串，因為系統啟動后，將根據根節點的compatible來判斷cpu信息，並由此進行初始化
屬性設置的套路
一般來說，每一種設備的節點屬性設置都會有一些套路，比如可以設置哪些屬性？屬性值怎么設置？那怎么知道這些套路呢，有兩種思路
第一種是抄類似的dts，比如我們自己項目的平台是4412，那么就可以抄exynos4412-tiny4412.dts、exynos4412-smdk4412.dts這類相近的dts
第二種是查詢內核中的文檔，比如Documentation/devicetree/bindings/i2c/i2c-imx.txt就描述了imx平台的i2c屬性設置方法；Documentation/devicetree/bindings/fb就描述了lcd、lvds這類屬性設置方法
節點之間的聯系
節點與節點之間的關聯，通常通過“標號引用”和“包含”來實現
標號引用常常還作為節點的重寫方式，比如下面代碼是imx6qdl.dtsi中定義的i2c節點，而前面imx6dl-hummingboard.dts中的&i2c1，就是對i2c1標號處節點的一次重寫，在其內部添加了一個rtc設備
所謂標號引用，就是在節點名稱前加上標號，這樣設備樹的其他位置就能夠通過&符號來調用/訪問該節點，比如上面代碼ir_recv節點中的gpio屬性，就引用了gpio1標號處的節點
包含則是最基本的方式，比如我們要在i2c1接口添加一個i2c外設，那么就必須要在i2c1下面添加一個節點，比如上面代碼中的rtc: pcf8523@68 {}
如果一個節點是屬性節點（即僅僅是作為屬性被其他節點調用），那么它定義在哪里其實無所謂，重要的是調用的位置，比如lcd屏幕的時序，其實我們完全可以把它定義在其他犄角旮旯，然后在lcd節點下用&來調用它，這也是可以的。這有點類似於函數：在哪定義不重要，重要的是在哪調用
3.內核（驅動）與節點的匹配
首先，內核必須要知道dtb文件的地址，這由U-boot來告訴內核，詳見U-boot引導內核流程分析 第6節。只要內核知曉了dtb文件的地址，那么驅動就可以通過一些API任意獲取設備樹的內部信息
對於3.x版本之后的內核，platform、i2c、spi等設備不再需要在mach-xxx中注冊，驅動程序將直接和設備樹里的設備節點進行配對，是通過設備節點中的compatible（兼容性）來與設備節點進行配對的，這里只做簡單介紹，具體的應用詳見 基於i2c子系統的驅動分析、 基於platform總線的驅動分析
這里以pcf8523驅動為例，只要驅動中的of_match_table 中的compatible 值和設備節點中的compatible 相匹配，那么probe函數就會被觸發。不僅i2c是這樣，platform、spi等都是這個原理
/*定義的of_match_table*/
static const struct of_device_id pcf8523_of_match[] = {
{ .compatible = "nxp,pcf8523" },
{ }
};
/*driver 結構體中的of_match_table*/
static struct i2c_driver pcf8523_driver = {
.driver = {
.name = DRIVER_NAME,
.owner = THIS_MODULE,
.of_match_table = of_match_ptr(pcf8523_of_match),
},
.probe = pcf8523_probe,
.id_table = pcf8523_id,
};
i2c和spi驅動還支持一種“別名匹配”的機制，就以pcf8523為例，假設某程序員在設備樹中的pcf8523設備節點中寫了compatible = "pcf8523";，顯然相對於驅動id_table中的"nxp,pcf8523"，他遺漏了nxp字段，但是驅動卻仍然可以匹配上，因為別名匹配對compatible中字符串里第二個字段敏感
4.常見屬性的設置與獲取
當修改或編寫驅動時，常常需要修改gpio、時鍾、中斷等等參數，以前都是在mach-xxx中的device設置的，現在則要在節點里設置，然后驅動用特殊的API來獲取
屬性的獲取常常在probe函數中進行，但是獲取屬性之前，最重要的是，確定哪個節點觸發了驅動。如果一個驅動對應多個節點，那驅動可以通過int of_device_is_compatible(const struct device_node *device, const char *name)來判斷當前節點是否包含指定的compatible（兼容性）
gpio的設置與獲取
/*imx6dl.dtsi中gpio1控制器的定義節點*/
gpio1: gpio@0209c000 {
compatible = "fsl,imx6q-gpio", "fsl,imx35-gpio";
reg = <0x0209c000 0x4000>;
interrupts = <0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,
<0 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};
/*imx6qdl-sabreauto.dtsi中某個設備節點*/
max7310_reset: max7310-reset {
compatible = "gpio-reset";
reset-gpios = <&gpio1 15 1>;
reset-delay-us = <1>;
#reset-cells = <0>;
};
一般來說，我們把gpio屬性的名字起為xxx-gpios（xxx我們可以隨便起），這樣驅動才能通過特定API從識別該屬性，並轉換成具體的gpio號
該設備節點中設置了reset-gpios = <&gpio1 15 1>;這格式是什么意思呢？&gpio1 15引用了gpio1節點，故此處含義為gpio1_15這個引腳；最后一個參數1則代表低電平有效，0則為高電平有效。至於gpio1_15具體對應哪個引腳，在imx6的手冊上都有詳細描述
其實最后一個參數（高低電平有效）不是必須的，因為gpio1節點中設置了#gpio-cells = <2>;，所以才有兩個參數；某些soc的gpio節點中會設置為#gpio-cells = <1>;，那么可以不寫最后一個參數
驅動一般通過以下接口獲取上面節點中gpio的屬性。該函數第一個參數是節點，一般可以在傳入probe的參數中間接獲得；第二個參數是gpio屬性的名字，一定要和節點屬性中的xxx-gpios相同；最后一個是編號index，當節點中有n個同名的xxx-gpios時，可以通過它來獲取特定的那個gpio，同一節點中gpio同名情況很少存在，所以我們都把index設為0
gpio = of_get_named_gpio(node, "reset-gpios", index);
在dts和驅動都不關心gpio名字的情況下，也可直接通過以下接口來獲取gpio號，這個時候編號index就十分重要了，可以指定拿取節點的第index個gpio屬性
gpio = of_get_gpio(node, index);
中斷的設置與獲取
假設某設備節點需要一個gpio中斷
/*先確定中斷所在的組*/
interrupt-parent = <&gpio6>;
/*表示中斷，GPIO6中的第８個IO，2為觸發類型，下降沿觸發*/
interrupts = <8 2>;
而在驅動中使用 中斷號 =irq_of_parse_and_map(node, index)函數返回值來得到中斷號
自定義屬性的設置與獲取
所謂的自定義屬性，有點類似於老內核中的platform_data，我們在設備節點中可以隨意添加自定義屬性，比如下面這個節點里面的屬性都是我們自己定義的
reg_3p3v: 3p3v {
compatible = "regulator-fixed";
regulator-name = "3P3V";
regulator-min-microvolt = <3300000>;
regulator-max-microvolt = <3300000>;
regulator-always-on;
};
針對32位整形的屬性，比如上面的regulator-min-microvolt，可以利用下面這個API來獲取屬性值，第一個參數是節點，第二個參數是屬性名字，第三個是輸出型參數（把讀出來的值放進去）
of_property_read_u32(node, "regulator-min-microvolt", µvolt);
類似的讀取數值的API還有：
int of_property_read_u8(const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_value)
int of_property_read_u16(const struct device_node *np, const char *propname, u16 *out_value)
下列API可檢查節點中某個屬性是否存在，存在則返回true，不存在則返回false
bool of_property_read_bool(const struct device_node *np, const char *propname)
當節點中存在字符串時，可以像下面那樣讀取，比如我們讀取前面reg_3p3v節點中的字符串
of_property_read_string(node, "regulator-name", &string)
當節點中存在數組時，可以像下面那樣讀取
/*帶有數組的某個節點*/
L2: cache-controller@1e00a000 {
compatible = "arm,pl310-cache";
arm,data-latency = <1 1 1>;
arm,tag-latency = <1 1 1>;
};
/*驅動中使用API來讀取數組， &data為輸出型參數*/
of_property_read_u32_array(node, "arm,pl310-cache", &data, ARRAY_SIZE(data));