什么是設備樹
-
設備樹（Device Tree）是用來描述板卡上的硬件資源信息的，包括外設控制器和各種外設所使用的硬件資源信息
-
設備樹的源文件名后綴是.dts/.dtsi, dtsi文件一般用來描述一些通用的硬件信息資源，然后會被dts文件引入，這樣dts文件中就會包含dtsi文件中的內容
-
設備樹源文件在內核中的位置：/arch/arm(64)/boot/dts
-
dts源文件不能直接被內核驅動所使用，必須被編譯成二進制文件才能被內核驅動使用，設備樹二進制文件后綴名是dtb，使用dtc工具把dts文件編譯成dtb文件
graph LR dts ----dtc---> dtb
設備樹語法
dts文件布局
/dts-v1/; // 表示版本
[memory reservations] // 格式為: /memreserve/ <address> <length>;
/ {
[property definitions]
[child nodes]
};
以上各項的含義：
| 名稱 | 含義 |
|---|---|
| /dts-v1/ | 設備樹文件的版本 |
| memory reservations | 指定保留內存，內核不會使用保留內存 |
| / | 根節點（使用花括號表示屬於根節點的內容） |
| property definitions | 根節點的屬性，用來描述硬件 |
| child nodes | 子節點（使用花括號表示屬於孩子節點的內容） |
設備節點
設備樹中的基本單元被稱為節點(node)，格式為：
[label:] node-name[@unit-address] {
[properties definitions]
[child nodes]
};
label是標號，可以省略，label的作用是為了方便地引用node，比如：
/dts-v1/;
/ {
uart0: uart@fe001000 {
compatible="ns16550";
reg=<0xfe001000 0x100>;
};
};
可以使用下面2種方法來修改uart@fe001000這個node：
// 在根節點之外使用label引用node：
&uart0 {
status = “disabled”;
};
或在根節點之外使用全路徑：
&{/uart@fe001000} {
status = “disabled”;
};
屬性（properties）
每個節點都有不同的屬性，不同的屬性又有不同的內容，屬性都是鍵值對，值可以為空或任意的字節流
屬性格式
- 屬性有值
[label:] property-name = value; - 屬性沒有值
[label:] property-name;
屬性取值可以有四種
- arrays of cells(1個或多個32位數據, 64位數據使用2個32位數據表示)
cell 就是一個32位的數據，一個或多個cell用尖括號括起來，並以空格隔開就可以作為一種合法的屬性值
interrupts = <17 0xc>
64bit數據使用2個cell來表示，一個或多個cell用尖括號包圍起來:
clock-frequency = <0x00000001 0x00000000>
- string(字符串)，用雙引號包圍起來
compatible = "simple-bus";
- bytestring(1個或多個字節)，用中括號包圍起來
local-mac-address = [00 00 12 34 56 78]; // 每個byte使用2個16進制數來表示
local-mac-address = [000012345678]; // 每個byte使用2個16進制數來表示
- 以上三種值的混合，以逗號隔開
compatible = "ns16550", "ns8250";
example = <0xf00f0000 19>, "a strange property format";
一些常用的屬性
compatible
compatible 屬性也叫做“兼容性”屬性，這是非常重要的一個屬性！compatible 屬性的值是一個字符串列表，compatible 屬性用於將設備和驅動綁定起來。
“compatible”表示“兼容”，對於某個LED，內核中可能有A、B、C三個驅動都支持它，那可以這樣寫：
led {
compatible = “A”, “B”, “C”;
};
內核啟動時，就會為這個LED按這樣的優先順序為它找到驅動程序：A、B、C。
當該屬性位於根節點時，用於指定內核中哪個machine_desc可以支持本設備，即當前設備與哪些平台兼容。其值的格式一般是"manufacturer,model"，其中manufacturer表示廠家，model表示型號（廠家的哪型產品）。
當該屬性的值有多個字符串時，從左往右，從最特殊到最一般。舉例來說，compatible = "samsung,smdk2416", "samsung,s3c2416";作為根節點的屬性時，第一個字符串指示了一個具體的開發板型號，而第二個字符串要更一般，只指示了SoC的型號。在linux初始化時，會優先找支持"samsung,smdk2416"的machine_desc用以初始化硬件，找不到時才退而求其次"samsung,s3c2416"。
model
model屬性與compatible屬性有些類似，但是有差別。
compatible屬性是一個字符串列表，表示你的硬件可以兼容A、B、C等驅動；
model用來准確地定義這個硬件是什么。
比如根節點中可以這樣寫：
/ {
compatible = "samsung,smdk2440", "samsung,mini2440";
model = "jz2440_v3";
};
它表示這個單板，可以兼容內核中的“smdk2440”，也兼容“mini2440”。
從compatible屬性中可以知道它兼容哪些板，但是它到底是什么板？用model屬性來明確。
#address-cells、#size-cells
cell指一個32位的數值
address-cells：address要用多少個32位數來表示
size-cells：size要用多少個32位數來表示
比如一段內存，怎么描述它的起始地址和大小？
下例中，address-cells為1，所以reg中用1個數來表示地址，即用0x80000000來表示地址；size-cells為1，所以reg中用1個數來表示大小，即用0x20000000表示大小：
/ {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
memory {
reg = <0x80000000 0x20000000>;
};
};
status
status 屬性是和設備狀態有關的，status 屬性值是字符串
&uart1 {
status = "disabled";
};
status 可選的狀態如下：
| 值 | 含義 |
|---|---|
| “okay” | 表明設備是可操作的。 |
| “disabled” | 表明設備當前是不可操作的，但是在未來可以變為可操作的 |
| “fail” | 發生了嚴重錯誤，需修復 |
| “fail-sss” | 發生了嚴重錯誤，需修復；sss表示錯誤信息 |
phandle
該屬性可以為節點指定一個全局唯一的數字標識符。這個標識符可以被需要引用該節點的另一個節點使用。舉例來說，現有一個中斷控制器：
pic@10000000 {
phandle = <1>;
interrupt-controller;
};
還有一個可以產生中斷的設備，且這個設備的中斷信號線連接到了上述中斷控制器，為了描述清楚這種關系，該設備的設備節點就需要引用中斷控制器的節點：
another-device-node {
interrupt-parent = <1>; /* 數字1就唯一標識了節點pic@10000000 */
};
interrupt-controller
這是一個沒有值的屬性，用在中斷控制器的設備節點中，以表明這個節點描述的是一個中斷控制器。
interrupt-parent
該屬性用於可以產生中斷，且中斷信號連接到某中斷控制器的設備的設備節點，用於表示該設備的中斷信號連接到了哪個中斷控制器。該屬性的值通常是中斷控制器設備節點的數字標識（phandle），具體示例在上文已經出現過了。
reg
reg屬性描述了設備資源在其父總線定義的地址空間內的地址。reg 屬性的值一般是(address，length)對，該屬性使用一對或多對（地址，長度）來描述設備所占的地址空間。至於地址和長度使用多少個cell來表示呢？這取決於父節點的#address-cells、#size-cells屬性的值。
舉個例子，當：
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
那么reg = <0x3000 0x20 0xFE00 0x100>，表示該屬性所屬的設備占據了兩塊內存空間，第一塊是以0x3000為起始的32字節內存塊；第二塊是以0xFE00為起始的256字節內存塊。
/aliases
/aliases節點應當作為根節點的孩子節點，用於定義一個或多個別名屬性，每條別名屬性會為一個設備節點的路徑名設置一個別名，別名即為別名屬性的屬性名，屬性值則是設備節點的路徑名。如下面這個例子所示：
aliases { serial0 = "/simple-bus@fe000000/serial@llc500"; ethernet0 = "/simple-bus@fe000000/ethernet@31c000"; };
/chosen
/chosen節點應當用作根節點的孩子節點，有以下可選屬性：
- bootargs
- stdout-path
- stdin-path
顧名思義，該節點可以指定啟動參數、標准輸出和標准輸入，一個例子如下：
/ {
......
chosen {
bootargs = "root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.1 console=ttyS0,115200";
};
......
};
向節點追加或修改內容
要向節點中追加或修改節點中的屬性，可以對節點使用引用的方式來處理。
比如原始的i2c1節點是：
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";
};
要對i2c1節點做屬性的追加和修改，使用如下方式:
&i2c1 {
/* 要追加或修改的內容 */
};
&i2c1 表示使用引用的方式訪問 i2c1 這個 label 所對應的節點
修改后的設備樹代碼如下：
&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 就是新添加的屬性。
status 屬性的值由原來的 disabled 改為 okay
mag3110 和 fxls8471 是新增加的2個子節點
編寫設備樹
在DTS文件中包含其他文件
編寫設備樹文件時，我們通常會把多種設備的共性抽出來，寫在DTSI文件（后綴為.dtsi）中，其語法與DTS文件一樣。比如，多款使用了am335x的板子，因為使用了同一款SoC，描述設備時肯定會有一些相同的部分，可以把這部分抽出來，寫到am335x.dtsi中，然后在具體的某型板子的設備樹中包含相應的DTSI文件，包含的方式有：
/include/ “xxx.dtsi”
#include “xxx.dtsi”
設備樹編譯器還支持c語言的頭文件，因此，如果有需要可以定義一些宏並在設備樹文件中使用。
如何在設備樹文件中描述設備
設備樹寫出來是給驅動程序看的，也就是說驅動程序怎么寫的，相應的設備樹就該怎么寫；或者反過來，先約定好設備樹怎么寫，在相應的設計驅動。驅動和設備樹有着對應的關系，這種對應關系也被稱為bindings。具體的：
對於上游芯片廠商，應當按照devicetree-specification推薦的設備樹寫法，遵守各種約定，確定好如何規范的描述設備，並提供相應的驅動程序。devicetree-specification-v0.3的第四章給出了一些推薦的做法。
對於下游產品廠商，當使用芯片廠商的芯片做產品時，芯片廠商通常會提供驅動程序和設備樹文件編寫的參考文檔，這些文檔位於linux內核源碼樹的Documentation/devicetree/bindings目錄下。如果芯片廠商沒提供相應文檔的話，就要讀驅動的源碼，知道驅動怎么寫的，自然也就知道如何寫設備樹了。