Linux驱动开发学习笔记【3】：设备树
目录
一、什么是设备树
二、DTS、DTB和DTC的关系
三、DTS基本语法
四、创建小型的设备树模板
五、设备树在系统中的体现
六、特殊节点
1、aliases节点
2、chosen节点
七、特殊的属性
1、compatible属性（兼容性属性）
2、 model属性
3、status属性
4、 #address-cells和 #size-cells属性
5、 reg属性
6、 ranges属性
7、 device_type属性
八、Linux内核的OF操作函数
一、什么是设备树
设备树(Device Tree)，将这个词分开就是“设备”和“树”，描述设备树的文件叫DTS(Device Tree Source)，这个DTS 文件采用树形结构描述板级设备，也就是开发板上的设备信息，比如CPU 数量、 内存基地址、IIC 接口上接了哪些设备、SPI 接口上接了哪些设备等等，如图所示：
二、DTS、DTB和DTC的关系
1、DTS相当于.c，就是设备树源码文件
2、DTC工具相当于gcc编译器，将.dts编译成.dtb，DTC工具源码在 Linux内核的 scripts/dtc目录下，
3、DTB是将DTS编译以后得到的二进制文件
通过 make dtbs 编译所有的dts文件
也可以编译指定的dtbs，比如：make imx6ull-alientek-emmc.dtb
在编译dtb文件的时候，可以通过 \arch\arm\boot\dts\Makefile 指定要编译的dts设备树源码文件
三、DTS基本语法
设备树也有头文件，扩展名为.dtsi。可以将一款SOC他的其他所有设备/平台的共有的信息提出来，作为一个通用的.dtsi文件
1、DTS也以 / 开始，/ 是整个设备树的跟节点
2，从根节点开始描述设备信息
3，在根节点外有一些&cpu0这样的语句是“追加“
4，节点命名
label:node-name@unit-addresslabel：是节点的标签，后面才是名字，可以没有，比如
intc: interrupt-controller@00a01000 完整的名字是interrupt-controller@00a01000
在后面追加的时候直接使用&intcnode-name：节点名字
unit-address：一般都是外设寄存器的起始地址，有时候是I2C的设备地址，或者其他含义，具体节点具体分析
四、创建小型的设备树模板
/dts-v1
#include .h
#include .dtsi
/ {
/* skeleton.dtsi文件*/
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
chosen {
stdout-path = &uart1;
};
aliases {
};
cpus {
};
intc: interrupt-controller@00a01000 {
};
clocks {
};
soc {
};
memory {
};
reserved-memory{
};
...
}五、设备树在系统中的体现
Linux 内核在启动的时候会解析DTB 文件，然后在/proc/device-tree 目录下生成相应的设备树节点文件
Linux 内核是如何解析DTB 文件的，流程如图：
六、特殊节点
1、aliases节点
2、chosen节点
主要目的就是将uboot里面bootargs环境变量值，传递给Linux内核作为命令行参数，command line。uboot里面bootargs值为：
bootargs=console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs rw
nfsroot=192.168.199.158:/home/denghengli/linux/nfs/rootfs ip=192.168.199.20:192.168.199.158:192.168.199.1:255.255.255.0::eth0:off
//说明：192.168.199.158为ubuntu主机ip，192.168.199.20为开发板iplinux内核cmdline值为：
Kernel command line: console=ttymxc0,115200 root=/dev/nfs rw
nfsroot=192.168.199.158:/home/denghengli/linux/nfs/rootfs ip=192.168.199.20:192.168.199.158:192.168.199.1:255.255.255.0::eth0:off那么uboot是如何向kernel传递bootargs的呢？
经过查看发现chosen节点中包含bootargs属性，属性值和uboot的bootargs一致。uboot接触过dtb，最终通过bootz 80800000 – 83000000 来启动内核。经过分析判断uboot拥有bootargs环境变量和dtb，因此最有可能“作案”。最终发现在uboot的fdt_chosen函数中会查找chosen节点，并且在里面添加bootargs属性，属性值为bootargs变量值。
七、特殊的属性
1、compatible属性（兼容性属性）
（1）值是字符串。ompatible属性用于将设备和驱动绑定起来。字符串列表用于选择设备所要使用的驱动程序， compatible属性的值格式如下所示："manufacturer,model"，其中 manufacturer表示厂商， model一般是模块对应的驱动名字。比如imx6ull-alientek-emmc.dts中 sound节点是 I.MX6U-ALPHA开发板的音频设备节点：
compatible = "fsl,imx6ul-evk-wm8960","fsl,imx-audio-wm8960";
其中 fsl表示厂商是飞思卡尔，“imx6ul-evk-wm8960”和 imx-audio-wm8960”表示驱动模块名字。
sound这个设备首先使用第一个兼容值在 Linux内核里面查找，看看能不能找到与之匹配的驱动文件，
如果没有找到的话就使用第二个兼容值查。（2）一般驱动程序文件都会有一个 OF匹配表，此 OF匹配表保存着一些 compatible值，如果设备节点的 compatible属性值和 OF匹配表中的任何一个值相等，那么就表示设备可以使用这个驱动。
static const struct of_device_id imx_wm8960_dt_ids[] = {
{ .compatible = "fsl,imx-audio-wm8960", },
{ /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, imx_wm8960_dt_ids);
static struct platform_driver imx_wm8960_driver = {
.driver = {
.name = "imx-wm8960",
.pm = &snd_soc_pm_ops,
.of_match_table = imx_wm8960_dt_ids,
},
.probe = imx_wm8960_probe,
.remove = imx_wm8960_remove,
};
module_platform_driver(imx_wm8960_driver);（3）根节点/下面的compatible。内核启动的时候会检查是否支持此平台，或机器。
不使用设备树的时候通过machine id来判断内核是否支持此机器：
#define MACHINE_START(_type,_name) \
static const struct machine_desc __mach_desc_##_type \
__used \
__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = { \
.nr = MACH_TYPE_##_type, \
.name = _name,
#define MACHINE_END \
};
MACHINE_START(MX35_3DS, "Freescale MX35PDK")
/* Maintainer: Freescale Semiconductor, Inc */
.atag_offset = 0x100,
.map_io = mx35_map_io,
.init_early = imx35_init_early,
.init_irq = mx35_init_irq,
.init_time = mx35pdk_timer_init,
.init_machine = mx35_3ds_init,
.reserve = mx35_3ds_reserve,
.restart = mxc_restart,
MACHINE_END
展开以后：
static const struct machine_desc __mach_desc_MX35_3DS __used
__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {
.nr = MACH_TYPE_MX35_3DS, //机器ID
.name = "Freescale MX35PDK",
.atag_offset = 0x100,
.map_io = mx35_map_io,
.init_early = imx35_init_early,
.init_irq = mx35_init_irq,
.init_time = mx35pdk_timer_init,
.init_machine = mx35_3ds_init,
.reserve = mx35_3ds_reserve,
.restart = mxc_restart,
};使用设备树的时候不使用机器ID，而是使用根节点/下的compatible：
#define DT_MACHINE_START(_name, _namestr) \
static const struct machine_desc __mach_desc_##_name \
__used \
__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = { \
.nr = ~0, \
.name = _namestr,
DT_MACHINE_START(IMX6UL, "Freescale i.MX6 Ultralite (Device Tree)")
.map_io = imx6ul_map_io,
.init_irq = imx6ul_init_irq,
.init_machine = imx6ul_init_machine,
.init_late = imx6ul_init_late,
.dt_compat = imx6ul_dt_compat,
MACHINE_END
展开以后：
static const struct machine_desc __mach_desc_IMX6UL __used
__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {
.nr = ~0,
.name = "Freescale i.MX6 Ultralite (Device Tree)",
.map_io = imx6ul_map_io,
.init_irq = imx6ul_init_irq,
.init_machine = imx6ul_init_machine,
.init_late = imx6ul_init_late,
.dt_compat = imx6ul_dt_compat,
}；2、 model属性
model属性值也是一个字符串，一般 model属性描述设备模块信息，比如名字什么的，比如：
model = "wm8960-audio";3、status属性
status属性看名字就知道是和设备状态有关的， status属性值也是字符串，字符串是设备的状态信息，可选的状态如表
4、 #address-cells和 #size-cells属性
在有子节点的设备中，用于描述子节点的地址信息。 #address-cells属性值决定了子节点 reg属性中地址信息所占用的字长 (32位 )，#size-cells属性值决定了子节点 reg属性中长度信息所占的字长 (32位 )。 #address-cells和 #size-cells表明了子节点应该如何编写 reg属性值，一般 reg属性都是和地址有关的内容，和地址相关的信息有两种：起始地址和地址长度， reg属性的格式一为：
reg = 5、 reg属性
一般用于描述设备地址空间资源信息，一般都是某个外 设的寄存器地址范围信息
reg = <0x4600 0x100>;6、 ranges属性
ranges属性值可以为空或者按照 (child-bus-address,parent-bus-address,length)格式编写的数字矩阵， ranges是一个地址映射 /转换表， ranges属性每个项目由子地址、父地址和地址空间长度这三部分组成：
child-bus-address：子总线地址空间的物理地址，由父节点的 #address-cells确定此物理地址所占用的字长。
parent-bus-address ：父总线地址空间的物理地址，同样由父节点的 #address-cells确定此物理地址所占用的字长。
length： 子地址空间的长度，由父节点的 #size-cells确定此地址 长度所占用的字长。
如果 ranges属性值为空值，说明子地址空间和父地 址空间完全相同，不需要进行地址转换，
7、 device_type属性
device_type属性值为字符串， IEEE 1275会用到此属性，用于描述设备的 FCode，但是设备树没有 FCode，所以此属性也被抛弃了。此属性只能用于 cpu节点或者 memory节点。imx6ull.dtsi的 cpu0节点用到了此属性
八、Linux内核的OF操作函数
1、在驱动中想要获取设备树中的节点或属性信息，需要使用OF函数，这些 OF函数原型都定义在 include/linux/of.h文件中。
2，驱动要想获取到设备树节点内容，首先要找到节点。