【Linux】RK3399平台开发系列——设备树的学习笔记

简介

设备树（Device Tree）是用于描述硬件设备和系统关系的树形数据结构，主要用于 Linux 操作系统中的设备驱动程序。在嵌入式系统中，由于硬件的多样性和复杂性，设备树变得越来越流行，用户可以用设备树来描述各种外设的属性和配置信息，以帮助内核识别和管理外设。

在 RK3399 平台的开发中，设备树扮演着至关重要的角色。下面让我们一起来了解一下 RK3399 平台上的设备树。

设备树的重要性

通常情况下，嵌入式系统的硬件信息需要在内核源代码中进行硬编码，这样会导致系统移植和维护的难度增加，并且需要重新编译内核才能修改硬件信息。而设备树可以使硬件信息与内核源代码分离，从而方便移植、调试和维护。设备树具有以下特点：

设备树是一种平台无关的描述硬件设备的语言，避免了与板卡相关的直接编码；
设备树可以描述系统中所有的硬件设备和其关系，对于复杂的嵌入式系统非常有用；
设备树与内核源代码分离，易于开发和维护。
设备树的结构
设备树通常由三个部分组成：头部信息、节点（Node）、属性（property）。

头部信息主要包括设备树的标识（magic number）、版本和根节点（root node）的偏移量等信息。根节点是整个设备树的入口点，用来描述整个系统的属性和配置。

节点是设备树中的一个基本单元，它描述了一个设备或一个设备集合。每个节点都有一个唯一的节点名，节点名是以字符串形式表示的，并且是不区分大小写的。节点名一般表示节点所描述的设备的类型或者功能，比如“cpu”、“memory”等。

属性用来描述节点的属性和配置，是节点的一个关键部分。属性通常包括属性名称、属性值和属性长度等信息，其中属性值可以是数字、字符串、布尔值和复杂数据类型等。

RK3399 平台上的设备树

RK3399 平台上的设备树遵循了标准的设备树结构，同时也包含了一些与 RK3399 硬件相关的属性和配置信息。下面是一个 RK3399 平台上设备树结构的示例：

/dts-v1/;

/ {
    compatible = "rockchip,rk3399";
    model = "FriendlyARM NanoPC-T4";

    chosen {
        bootargs = "console=ttyS2,1500000n8 earlyprintk=uart8250-32bit,0xff1a0000 rw root=/dev/mmcblk0p2 rootwait";
    };

    memory {
        reg = <0x0 0x80000000>;
    };

    cpus {
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a72";
            device_type = "cpu";
            reg = <0x0>;
        };

        cpu@1 {
            compatible = "arm,cortex-a72";
            device_type = "cpu";
            reg = <0x1>;
        };
    };

    uart2 {
        compatible = "snps,dw-apb-uart";
        reg = <0xff1a0000 0x100>;
        interrupt-parent = <&gpio4>;
        interrupts = <20 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
        status = "okay";
    };
}

该设备树描述一个 RK3399 平台上的 FriendlyARM NanoPC-T4 开发板，其中包含了三个节点：根节点、内存节点和 CPU 节点。下面是对节点的逐一解释：

根节点：根节点包含了整个系统的一些基本信息，如系统版本号、制造商等。在该示例中，根节点包含了兼容性信息和机型信息。

内存节点：内存节点定义了系统的内存布局，如每个内存块的地址和大小。在该示例中，内存节点只包含了一项定义内存地址和空间大小的属性。

CPU 节点：CPU 节点描述了系统中的 CPU，包括 CPU 类型、编号和寄存器位置等信息。在该示例中，CPU 节点定义了两个 CPU。

此外，该示例还包含了一个名为 uart2 的节点，用来描述板上的串口设备，包括地址、中断和状态等信息。

以上是 RK3399 平台设备树的简单示例，实际上，RK3399 平台还涉及到了许多其他设备的配置，包括 LCD、USB、网卡、SPI、I2C 等，通过设备树的方式来统一管理和配置这些设备，方便开发和维护。

总结

设备树是嵌入式系统中描述硬件设备和系统关系的树形数据结构，具有平台无关性、可描述系统中所有硬件设备和方便移植维护等特点。在 RK3399 平台上，设备树被广泛应用于描述各类硬件设备和配置信息，方便开发和维护。