设备树的使用

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

在前面的章节中有提到过设备树，那么到底什么是设备树，有什么做用？

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一、设备树的概念？

Device Tree 是一种描述硬件的数据结构，由一系列被命名的节点（node）和属性（property）组成，而节点本身可包含子节点。所谓属性，其实就是成对出现的 name 和 value

在 Device Tree 中，可描述的信息包括：
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。
设备树基本上就是画一棵电路板上由 CPU、总线、设备组成的树，Bootloader 会将这棵树传递给内核，然后内核可以识别这棵树，并根据它展开出 Linux 内核中的 platform_device、i2c_client、spi_device 等设备，而这些设备用到的内存、IRQ 等资源，也被传递给了内核，内核会将这些资源绑定给展开的相应的设备

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二、设备树的作用

在以前的驱动代码中会存在两个文件，一个是描述硬件资源的，比如某个寄存器的地址这些，另个就是我们的设备驱动文件，假如 soc 不变，我们每换一个平台，都要修改 C 文件，并且还要重新编译，而且会在 arch/arm/plat-xxx 和 arch/arm/mach-xxx 下面留下大量的关于板级细节的代码，些代码相对于 Linux 内核来说就是“垃圾代码”，而且这
些“垃圾代码”非常多，于是就有了 Linux Torvalds 那句简单粗暴的话：

为了改变这个现状，设备树也就被引进到 Linux 上了，即内核对于同一 soc 的不同主板，只需更换设备树文件 dtb 即可实现不同主板的无差异支持，而无需更换内核文件

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三、如何使用设备树

1.设备树的位置

一般来说设备树的位置在arch/arm64/boot/dts/soc名字/目录下：
比如这里我是瑞芯微的芯片，如下图：

可以看出这里面有很多瑞芯微的芯片的设备树，这些设备树都是芯片厂家提供好的，我们做驱动开发只需要在原来的基础上修改即可

在学如何使用设备树之前，我们需要了解一下设备树的基本语法：

2.设备树的语法

认识DTC、DTS、DTSI、DTB

DTS
文件.dts 是一种 ASCII 文件格式设备树描述，在 Linux 中，一个.dts 文件对应一个 ARM 设备，这个也就是我们要编译的设备树，比如在RK3568中rk3568-evb1-ddr4-v10-linux.dts：

DTSI
这个里面也是设备树描述硬件资源，这个就C语言的头文件一样，可以被dts包含，
由于一个 SOC 可能对应多个 ARM 设备，这些 dts 文件势必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提炼为.dtsi 文件

DTC
这个就是设备树的编译器，编译前面编写的设备树生成dtb

DTB

这个就是dts 文件被编译后生成的二进制文件，由 Linux 内核解析

关系图：

设备节点信息

设备树从根节点开始，每个设备都是一个节点。根节点就相当于树根。节点和节点之间可以互相嵌套，形成父子关系。可以理解为树枝可以分成好几个小的树枝。设备的属性用 key-value 对(键值对)来描述，每个属性用分号结束。下面先来看一个设备树结构模板：

 / {
	 node1 {
	 a-string-property = "A string";
	 a-string-list-property = "first string", "second string";
	 a-byte-data-property = [0x01 0x23 0x34 0x56];
	 child-node1 {
		 first-child-property;
		 second-child-property = <1>;
		 a-string-property = "Hello, world";
	 };
	 child-node2 {
	 };
 };
	 node2 {
	 an-empty-property;
	 a-cell-property = <1 2 3 4>;
	 child-node1 {
	 };
	 };
 }

上面的 dts 文件内容并没有实际的用途，只是基本表示了一个设备树源文件的结构。但是这里面体现
了一些属性：
 一个单独的根节点：“/”
 两个子节点：“node1”和“node2”
 两个 node1 的子节点：“child-node1”和“child-node2

节点的匹配
通过属性compatible来匹配驱动

节点引用：
一般来说像I2C这种的寄存器什么的芯片厂家已经给你配好，但是如果我们想修改的话就可以直接引用修改即可，在i2c2下面添加摄像头的节点：

节点别名：
这里ov5695就是ov5695@36的别名，其中36就是ov5695的地址

status 属性
status 属性用来表示节点的状态，其实就是硬件的状态，用字符串表示。
 “okay”表示硬件正常工作
 “disable”表示当前硬件不可用
 “fail”表示因为出错不可用
 “fail-sss”表示某种原因出错不可用，sss 表示具体出错的原因。
实际中，基本只用“okay”和“disabl”。

address-cells 和 size-cells 属性
“#address-cells"属性用来表示总线地址需要几个 cell 表示，该属性本身是 u32 类型的
#size-cells"属性用来表示子总线地址空间的长度需要几个 cell 表示，属性本身的类型也是 u32
可以这么理解父节点表示总线，总线上每个设备的地址长度以及地址范围是总线的一个特性，用”#address-cells",“#size-cells"属性表示
比如总线是 32 位，那么”#address-cells"设置成 1 就可以了。这两个属性不可以继承，就是说在未定义这两个属性的时候，不会继承更高一级父节点的设置，如果没有设置的话，内核默认认为"#address-cells"为 2，"#size-cells"为 1。举例来说，如下所示：

aips3: aips-bus@02200000 {
compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
#address-cells = <1>;//表示spi节点的子节点的起始地址为1个字
#size-cells = <1>;//表示spi节点得子节点的地址长度为1个字，如果是0表示没设置
//这两个东西决定了reg中多少个位置表示起始地址和长度

dcp: dcp@02280000 {
compatible = "fsl,imx6sl-dcp";
reg = <0x02280000 0x4000>;  //0x02280000对应起始地址 ，0x4000对应地址长度
};
};

reg 属性
"reg"属性用来表示节点地址资源的，比如常见的就是寄存器的起始地址及大小。

3.添加自己的设备树节点

在实际产品的开发过程中，我们不需要从头编写一个 dts 设备树文件，一般都是使用 soc 厂商提供的 dts 文件，我们只需要根据自己的实际情况修改添加自己的内容即可
比如在/目录下添加leds的节点：

添加的时候要注意这个引脚有没有被其他节点使用，要注释掉

4.验证节点

在如下目录下可以看到我们新添加的设备树

5.设备树的帮助文档

在这个目录下Documentation/devicetree/bindings有很多设备树的帮助文档：

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总结

以上就是我要介绍的设备树的内容，在以后的开发中，设备树是必不可少的，所以需要我们熟悉