Linux dts 設備樹詳解(一) 基礎知識
Linux dts 設備樹詳解(二) 動手編寫設備樹dts
文章目錄
1 前言
關於設備樹，之前就已經接觸過許久了，但是本着夠用的原則，基本上是哪里不會點哪里，現學現賣，沒有再進行全面性的總結，導致很多知識點都是比較碎片狀，沒有形成一個系統的知識網絡，於是乎，決定挪用一部分打籃球的時間，整理一下這方面的思路，畢竟溫故知新，感覺會收獲良多。
2 概念
2.1 什么是設備樹 dts(device tree)?
設備樹（Device Tree）是描述計算機的特定硬件設備信息的數據結構，以便於操作系統的內核可以管理和使用這些硬件，包括CPU或CPU，內存，總線和其他一些外設。
設備樹是通過Open Firmware項目從基於SPARC的工作站和服務器派生而來的。當前的Devicetree一般針對嵌入式系統，但仍然與某些服務器級系統一起使用（例如，Power Architecture Platform Reference所描述的系統）。
然而x86架構的個人計算機通常不使用設備樹，而是依靠各種自動配置協議來識別硬件。使用設備樹的系統通常將靜態設備樹（可能存儲在ROM中）傳遞給操作系統，但也可以在引導的早期階段生成設備樹。例如，U-Boot和kexec可以在啟動新操作系統時傳遞設備樹。一些系統使用的引導加載程序可能不支持設備樹，但是可以與操作系統一起安裝靜態設備樹，Linux內核支持這種方法。
Device Tree規范目前由名為devicetree.org的社區管理，該社區與Linaro和Arm等相關聯。
2.2 使用設備樹的優勢有哪些？
Linux內核從3.x版本之后開始支持使用設備樹，這樣做的意義重大，可以實現驅動代碼與設備的硬件信息相互的隔離，減少了代碼中的耦合性，在此之前，一些與硬件設備相關的具體信息都要寫在驅動代碼中，如果外設發生相應的變化，那么驅動代碼就需要改動。但是在引入了設備樹之后，這種尷尬的情況找到了解決的辦法，通過設備樹對硬件信息的抽象，驅動代碼只要負責處理邏輯，而關於設備的具體信息存放到設備樹文件中，這樣，如果只是硬件接口信息的變化而沒有驅動邏輯的變化，開發者只需要修改設備樹文件信息，不需要改寫驅動代碼。
3 簡介
3.1 dts
硬件的相應信息都會寫在.dts為后綴的文件中，每一款硬件可以單獨寫一份xxxx.dts，一般在Linux源碼中存在大量的dts文件，對於arm架構可以在arch/arm/boot/dts找到相應的dts，另外mips則在arch/mips/boot/dts，powerpc在arch/powerpc/boot/dts。
3.2 dtsi
值得一提的是，對於一些相同的dts配置可以抽象到dtsi文件中，然后類似於C語言的方式可以include到dts文件中，對於同一個節點的設置情況，dts中的配置會覆蓋dtsi中的配置。具體如下圖所示；
3.3 dtc
dtc是編譯dts的工具，可以在Ubuntu系統上通過指令apt-get install device-tree-compiler安裝dtc工具，不過在內核源碼scripts/dtc路徑下已經包含了dtc工具；
3.4 dtb
dtb(Device Tree Blob)，dts經過dtc編譯之后會得到dtb文件，dtb通過Bootloader引導程序加載到內核。所以Bootloader需要支持設備樹才行；Kernel也需要加入設備樹的支持；
4 基本框架
下圖是一個設備樹文件的基本架構；大概看了一下有點類似於XML文件，簡單概括一下有這幾個部分；
- 根節點：
\ - 設備節點：
nodex- 節點名稱：圖中
node； - 節點地址：
node@0就是節點的地址； - 子節點：
childnode
- 節點名稱：圖中
- 屬性：屬性名稱（
Property name）和屬性值(Property value) - 標簽
具體如下圖所示；
5 總結
本文簡單的介紹了設備樹的概念以及設備樹dts文件的最基本的框架，通過給出的具體的例子，我們大概可以知道，一個最小的設備樹文件都具備哪些屬性，並且它會被如何編譯，dtb文件會被保存到ROM中，最終通過bootbolader被加載到內核，這樣內核就可以通過解析設備樹來讓驅動去控制實際的硬件了。接下來，再深入到實際的硬件上去去學習一下設備樹。
參考
Linux設備驅動開發詳解4.0內核
petazzoni-device-tree-dummies
Kernel_Source_Documentation