【Linux驱动开发】设备树详解（一）设备树基础介绍

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【Linux驱动开发】设备树详解（一）设备树基础介绍
【Linux驱动开发】设备树详解（二）设备树语法详解
【Linux驱动开发】设备树详解（三）设备树Kernel解析
 

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1、Linux设备树概念

Linux内核是从V2.6开始引入设备树的概念，其起源于OF:OpenFirmware， 用于描述一个硬件平台的硬件资源信息，这些信息包括：CPU的数量和类别、内存基地址和大小、总线和桥、外设连接、中断控制器和中断使用情况、GPIO控制器和GPIO使用情况、Clock控制器和Clock使用情况等等。

官方说明：

The “Open Firmware Device Tree”, or simply Device Tree (DT), is a data structure and language for describing hardware.

设备树是一种数据结构和一种用于描述硬件信息的语言。

设备树的特点：

• 实现驱动代码与设备硬件信息相分离。
• 通过被bootloader(uboot)和Linux传递到内核， 内核可以从设备树中获取对应的硬件信息。
• 对于同一SOC的不同主板，只需更换设备树文件即可实现不同主板的无差异支持，而无需更换内核文件，实现了内核和不同板级硬件数据的拆分。

 

2、设备树的由来

明白了设备树的概念，不妨思考一下：为什么要引入设备树？

在Linux内核v2.6版本以前，ARM架构用于描述不同的硬件信息的文件都存放在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx文件夹下，如下：

在这些文件内，都是通过手动定义不同的硬件设备，步骤非常繁琐

这样就导致了Linux内核代码中充斥着大量的垃圾代码，因为不同的板级他们的硬件信息都不相同，这些都是硬件特有的信息，对内核而言没有任何的意义，但是往往这部分代码特别的多，造成内核的冗余。

设备树的引入就是为了解决这个问题，通过引入设备树，我们可以直接通过它来传递给Linux，而不再需要内核中大量的垃圾代码。

 

3、设备树组成

整个设备树牵涉面比较广，即增加了新的用于描述设备硬件信息的文本格式，又增加了编译这个文本的工具，同时还得支持Bootloader解析设备树，并将信息传递给内核。

整个设备树包含DTC（device tree compiler），DTS（device tree source）和DTB（device tree blob）。

• DTS（device tree source）

DTS是一种ASCII文本格式的设备树描述，在ARM Linux中，一个dts文件对应一个ARM的设备，该文件一般放在arch/arm/boot/dts/目录中。

当然，我们还会看到一些dtsi文件，这些文件有什么用呢？

Dtsi：由于一个SoC可能对应多个设备（一个SoC可以对应多个产品和电路板），这些.dts文件势必须包含许多共同的部分，Linux内核为了简化，把SoC公用的部分或者多个设备共同的部分一般提炼为.dtsi，类似于C语言的头文件。其他的设备对应的.dts就包括这个.dtsi 。

• DTC（device tree compiler）

DTC是将.dts编译为.dtb的工具，相当于gcc。

DTC的源代码位于内核的scripts/dtc目录中， 在Linux内核使能了设备树的情况下， 编译内核的时候，工具DTC会被编译出来， 对应于scripts/dtc/Makefile中hostprogs-y:=dtc这一编译目标。

该工具一般在编译内核的时候，默认会自动执行编译操作，如果我们想单独编译设备树，该怎么办呢？

两条编译命令：

将dts文件编译为dtb

dtc -I dts -O dtb  -o xxx.dtb xxx.dts

将dtb文件反编译为dts

dtc -I dtb -O dts -o xxx.dts xxx.dtb

• DTB（device tree blob）

dtb文件是.dts 被 DTC 编译后的二进制格式的设备树文件，它由Linux内核解析，也可以被bootloader进行解析。

通常在我们为电路板制作NAND、SD启动映像时，会为.dtb文件单独留下一个很小的区域以存放之，之后bootloader在引导内核的过程中，会先读取该.dtb到内存。

总之，三者关系如下：

 

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