一篇搞定Linux设备树基础知识

在platform_device部分有简单说明描述设备有两种方法：一种是使用platform_device结构体来指定；另一种是使用设备树来描述。

本篇笔记我们就来简单地学习一下设备树的一些知识。

  1、什么是设备树   

设备树简单理解就是描述设备信息（资源）的一棵树。设备树（Device Tree）用代码体现如下：

这些代码被保存在.dts/dtsi后缀文件中，也即设备树源文件 DTS(DeviceTree Source)。

这些源文件同我们的C代码一样，并不能直接使用的，而是得经过一个编译过程生成机器可运行的二进制文件，如：

dts文件使用dtc工具编译生成dtb文件，这个dtb文件就是内核可以使用的文件。例如我们的板子跑起来之后，我们系统使用的设备树文件就存在目录/boot下：

   2、linux为什么会引入设备树？  

在上一个实验：【Linux笔记】LED驱动实验（总线设备驱动模型）中我们使用了platform_device结构体来描述led设备（硬件资源）。既然已经有了描述设备的方法了，为什么还要引入设备树呢？

因为Linux内核中有很多BSP（板级支持包），不同的BSP会包含着不同的描述设备的代码（.c或.h文件）。

随着芯片的发展，Linux内核中就包含着越来越多这些描述设备的代码，导致Linux内核代码会很臃肿。

这导致Linux之父Linus 大发雷霆："this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass"。

因此引入了设备树文件，从而可精简一些臃肿的C代码。除此之外，.dts编译生成.dtb文件的过程要比.c编译生成驱动模块、加载驱动模块的过程要简单很多，也更方便我们进行开发。

   3、设备树的语法  

设备树源文件也是需要根据一定规则来编写的，同C语言一样，也要遵循一些语法规则。下面简单看一下设备树的源码结构及语法。

先看一个设备树示例：

1、节点格式

label: node-name@unit-address

其中：

label：标号

node-name：节点名字

unit-address：单元地址

label 是标号，可以省略。label 的作用是为了方便地引用 node。比如：

可以使用下面 2 种方法来修改 uart@fe001000 这个 node：

2、属性格式

简单地说， properties 就是“name=value”， value 有多种取值方式。示例：

• 一个32位的数据，用尖括号包围起来，如

interrupts = <170xc>;

• 一个64位数据（使用2个32位数据表示），用尖括号包围起来，如：

clock-frequency = <0x000000010x00000000>;

• 有结束符的字符串，用双引号包围起来，如：

compatible = "simple-bus";

• 字节序列，用中括号包围起来，如：

local-mac-address = [000012345678]; // 每个byte使用2个16进制数来表示   local-mac-address = [000012345678];      // 每个byte使用2个16进制数来表示

• 可以是各种值的组合，用逗号隔开，如：

compatible = "ns16550", "ns8250";   example = <0xf00f000019>, "a strange property format";

3、一些标准属性

（1） compatible 属性

“compatible”表示“兼容”，对于某个LED，内核中可能有A、B、C三个驱动都支持它，那可以这样写：

led {       compatible = “A”, “B”, “C”;   };

内核启动时，就会为这个LED按这样的优先顺序为它找到驱动程序：A、B、C。

（2）model 属性

model属性与compatible属性有些类似，但是有差别。compatible属性是一个字符串列表，表示可以你的硬件兼容A、B、C等驱动；model用来准确地定义这个硬件是什么。

比如根节点中可以这样写：

/ {       compatible = "samsung,smdk2440", "samsung,mini2440";       model = "jz2440_v3";   };

它表示这个单板，可以兼容内核中的“smdk2440”，也兼容“mini2440”。

从compatible属性中可以知道它兼容哪些板，但是它到底是什么板？用model属性来明确。

（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，可选的状态如下所示：

格式：

address-cells：address要用多少个32位数来表示；   size-cells：size要用多少个32位数来表示。

下例中，address-cells为1，所以reg中用1个数来表示地址，即用0x80000000来表示地址；size-cells为1，所以reg中用1个数来表示大小，即用0x20000000表示大小：

/ {   # address-cells = <1>;   # size-cells = <1>;       memory {        reg = <0x800000000x20000000>;       };   };

reg属性的值，是一系列的“address size”，用多少个32位的数来表示address和size，由其父节点的# address-cells、#size-cells决定。示例：

/dts-v1/;   / {   # address-cells = <1>;   # size-cells = <1>;       memory {        reg = <0x800000000x20000000>;       };   };

过时了，建议不用。它的值是字符串，用来表示节点的名字。在跟platform_driver匹配时，优先级最低。compatible属性在匹配过程中，优先级最高。

过时了，建议不用。它的值是字符串，用来表示节点的类型。在跟platform_driver匹配时，优先级为中。compatible属性在匹配过程中，优先级最高。

用 / 标识根节点，如：

/dts-v1/;   / {       model = "SMDK24440";       compatible = "samsung,smdk2440";   # address-cells = <1>;   # size-cells = <1>;   };

一般不需要我们设置，在 dtsi 文件中都定义好了，如：

cpus {   # address-cells = <1>;   # size-cells = <0>;       cpu0: cpu@0 {        .......       }   };

芯片厂家不可能事先确定你的板子使用多大的内存，所以 memory 节点需要板厂设置，比如：

memory {       reg = <0x800000000x20000000>;   };

我们可以通过设备树文件给内核传入一些参数，这要在chosen节点中设置bootargs属性：

chosen {       bootargs = "noinitrd root=/dev/mtdblock4 rw init=/linuxrc console=ttySAC0,115200";   };

   4、操作设备树的函数  

与查找节点有关的 OF 函数有 5 个：

of_find_node_by_name 函数通过节点名字查找指定的节点，函数原型如下：

struct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from,constchar *name);

of_find_node_by_type 函数通过 device_type 属性查找指定的节点，函数原型如下：

struct device_node *of_find_node_by_type(struct device_node *from, constchar *type);

of_find_compatible_node 函数根据 device_type 和 compatible 这两个属性查找指定的节点，函数原型如下：

struct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from,constchar *type,constchar *compatible);

of_find_matching_node_and_match 函数通过 of_device_id 匹配表来查找指定的节点，函数原型如下：

struct device_node *of_find_matching_node_and_match(struct device_node *from,conststruct of_device_id *matches,conststruct of_device_id **match);

of_find_node_by_path 函数通过路径来查找指定的节点，函数原型如下：

inlinestruct device_node *of_find_node_by_path(constchar *path);

of_find_property 函数用于查找指定的属性，函数原型如下：

property *of_find_property(conststruct device_node *np,constchar *name,int *lenp);

of_property_count_elems_of_size 函数用于获取属性中元素的数量，比如 reg 属性值是一个数组，那么使用此函数可以获取到这个数组的大小，此函数原型如下：

intof_property_count_elems_of_size(conststruct device_node *np,constchar *propname,int elem_size);

of_property_read_string 函数用于读取属性中字符串值，函数原型如下：

intof_property_read_string(struct device_node *np,constchar *propname,constchar **out_string)

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