在过去的ARM Linux源码中,arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码,很多代码只是在描述板级设备硬件细节,而这些代码对内核来说就是垃圾
由此引出了设备树。
DTS(设备树)描述板级设备,起源自OpenFimware(OF)

——图片来自野火Linux教程
设备树的中节点会转化为linux中device,会代替平台驱动中的device和平台驱动进行匹配。
设备树文件也可以包含引用C语言的头文件
//编译dtsmake ARCH=arm -j4 CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs./scripts/dtc/dtc -I dts -O dtb -o xxx.dtb arch/arm/boot/dts/xxx.dts // 编译 dts 为 dtb./scripts/dtc/dtc -I dtb -O dts -o xxx.dts arch/arm/boot/dts/xxx.dtb // 反编译 dtb 为 dts设备树由bootloader传递给内核将xxx.dts编译为xxx.dtb的工具
类似C语言的编译器
DTC位于内核scripts/dtc/目录下
DTC可以在ubuntu中单独安装
sudo apt-get install device-tree-compiler编译dts文件为dtb文件
make dtbs反汇编dtb文件为dts文件
./scripts/dtc/dtc -I dtb -O dts -o xxx.dts arch/arm/boot/dts/xxx.dtb设备树节点和属性如何描述设备硬件细节需要文档来说明,一般是txt格式的文档
该文档描述对应节点的兼容性、必须的属性和可选的属性
这些文档位于内核目录Documentation/devicetree/bindings目录下
一般使用的Uboot,Uboot从v1.1.3开始支持设备树
使能设备,需要在编译uboot时在config文件加入如下宏定义
#define CONFIG_OF_LIBFDT设置xxx.dtb设备树文件的地址
UBoot> fdt addr 0x71000000//假设dtb文件存放在0x71000000地址参考Devicetree SpecificationV0.2.pdf
设备树由一系列被命名的节点(Node)和属性(Property)组成。节点还可以包含子节点。
属性:成对出现的名称和值
设备树文件内容:
/ { model = "Seeed i.MX6 ULL NPi Board"; compatible = "fsl,imx6ull-14x14-evk", "fsl,imx6ull"; aliases { pwm0 = &pwm1; pwm1 = &pwm2; pwm2 = &pwm3; pwm3 = &pwm4; }; chosen {stdout-path = &uart1; }; memory { reg = <0x800000000x20000000>; }; reserved-memory {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>; ranges; linux,cma { compatible = "shared-dma-pool"; reusable; size = <0x14000000>; linux,cma-default; }; }; ...};&cpu0 { dc-supply = <®_gpio_dvfs>; clock-frequency = <800000000>;};&clks { assigned-clocks = <&clks IMX6UL_CLK_PLL4_AUDIO_DIV>; assigned-clock-rates = <786432000>;};在节点名称前加&符号表示向该节点追加内容
node-name@unit-address { 属性1 = … 属性2 = … 属性3= … 子节点…}所谓节点标签就是给节点起别名
cpu0: cpu@0 { compatible = "arm,cortex-a7"; device_type = "cpu"; reg = <0>;}给节点cpu起一个别名为cpu0
当节点名字很长时,可以通过给节点起别名,方便访问
aliases { can0 = &flexcan1; can1 = &flexcan2; ethernet0 = &fec1; ethernet1 = &fec2; ...}统一在一个节点中给其它节点定义"别名"
chosen 节点主要是为了 uboot 向 Linux 内核传递数据
一般.dts 文件中 chosen 节点通常为空或者内容很少
设备树文件chosen节点内容:
chosen {stdout-path = &uart1;};设置了stdout-path = &uart1,表示标准输出使用uart1
查看内核中的chosen子节点:
debian@npi:/proc/device-tree$ ls chosen/bootargs linux,initrd-end linux,initrd-start name stdout-path该子节点bootargs linux,initrd-end linux,initrd-start name几个属性。
bootargs是uboot传递给内核的启动参数,可以得知多出来的几个属性是uboot设置的
interrupt-controller
表明自己是中断控制器,该属性为空#interrupt-cells
设备中断属性的cell大小interrupt-parent
通过它来指定它所依附的中断控制器的phandle如: intc:interrupt-controller@10140000 interrupt-parent=<&intc>内核启动会解析DTB,在/proc/device-tree/目录生成节点对应的和设备树节点名字相同的文件
内核解析设备树文件流程:
start_kernel() -> setup_arch() -> unflatten_device_tree() -> __unflatten_device_tree() -> unflatten_dt_node()
最终解析设备树节点的函数为unflatten_dt_node()
include/linux/of.h描述设备节点数据结构:
structdevice_node {constchar *name; /* 节点名字 */constchar *type; /* 设备类型 */ phandle phandle;constchar *full_name;structfwnode_handlefwnode;structproperty *properties;/* 属性 */structproperty *deadprops;/* removed properties */structdevice_node *parent;/* 父节点 */structdevice_node *child;/* 子节点 */structdevice_node *sibling;#if defined(CONFIG_OF_KOBJ)structkobjectkobj;#endifunsignedlong _flags;void *data;#if defined(CONFIG_SPARC)constchar *path_component_name;unsignedint unique_id;structof_irq_controller *irq_trans;#endif};描述属性的数据结构:
structproperty {char *name;int length;void *value;structproperty *next;#if defined(CONFIG_OF_DYNAMIC) || defined(CONFIG_SPARC)unsignedlong _flags;#endif#if defined(CONFIG_OF_PROMTREE)unsignedint unique_id;#endif#if defined(CONFIG_OF_KOBJ)structbin_attributeattr;#endif};查找指定节点函数:
externstruct device_node *of_find_node_by_name(struct device_node *from,constchar *name);externstruct device_node *of_find_node_by_type(struct device_node *from,constchar *type);externstruct device_node *of_find_compatible_node(struct device_node *from,constchar *type, constchar *compat);staticinlinestruct device_node *of_find_node_by_path(constchar *path)查找父/子节点 :
externstruct device_node *of_get_parent(conststruct device_node *node);externstruct device_node *of_get_next_parent(struct device_node *node);externstruct device_node *of_get_next_child(conststruct device_node *node,struct device_node *prev);externstruct device_node *of_get_compatible_child(conststruct device_node *parent,constchar *compatible);externstruct device_node *of_get_child_by_name(conststruct device_node *node,constchar *name);获取属性值:
externintof_property_read_u32_index(conststruct device_node *np,constchar *propname, u32 index, u32 *out_value);staticinlineintof_property_read_u8_array(conststruct device_node *np,constchar *propname, u8 *out_values, size_t sz)staticinlineintof_property_read_u16_array(conststruct device_node *np,constchar *propname, u16 *out_values, size_t sz)staticinlineintof_property_read_u32_array(conststruct device_node *np,constchar *propname, u32 *out_values, size_t sz)staticinlineintof_property_read_u64_array(conststruct device_node *np,constchar *propname, u64 *out_values, size_t sz)-EINVAL表示属性不存在,-ENODATA 表示没有要读取的数据,-EOVERFLOW 表示属性值列表太小示例:
/*添加led节点*/rgb_led_red@0x020C406C{ compatible = "red_led"; reg = <0x020C406C0x000000040x020E006C0x000000040x020E02F80x000000040x0209C0000x000000040x0209C0040x00000004>; status = "okay";};//设备树的匹配条件staticstructof_device_iddts_match_table[] = { {.compatible = "red_led", }, //通过设备树来匹配};staticintled_red_driver_probe(struct platform_device *dev){int err;int ret; u32 regdata[8];int i;structdevice *tmpdev; led_dev.dev_node = of_find_node_by_path(RED_LED_DTS_NODE); //找到red_led的设备树节点if (!led_dev.dev_node) { printk("red led can not found!\r\n"); return -EINVAL; }/* 获取设备中寄存器属性值 */ ret = of_property_read_u32_array(led_dev.dev_node, "reg", regdata, 8); ....../* 将寄存器物理地址转换成虚拟地址 */ led_dev.virtual_ccgr1 = ioremap(regdata[0], regdata[1]); led_dev.virtual_gpio1_io4 = ioremap(regdata[2], regdata[3]); led_dev.virtual_dr = ioremap(regdata[4], regdata[5]); led_dev.virtual_gdir = ioremap(regdata[6], regdata[7]); }获取属性值为字符串的函数:
externintof_property_read_string(conststruct device_node *np,constchar *propname,constchar **out_string);更多函数可以查看 内核文件include/linux/of.h