Linux设备树入门

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本博客所记录的关于正点原子i.MX6ULL开发板的学习笔记，（内容参照正点原子I.MX6U嵌入式linux驱动开发指南，可在正点原子官方获取正点原子Linux开发板 — 正点原子资料下载中心 1.0.0 文档），旨在如实记录我在学校学习该开发板过程中所遭遇的各类问题以及详细的解决办法。其初衷纯粹是为了个人知识梳理、学习总结以及日后回顾查阅方便，同时也期望能为同样在学习这款开发板的同学或爱好者提供一些解决问题的思路和参考。我尽力保证内容的准确性和可靠性，但由于个人知识水平和实践经验有限，若存在错误或不严谨之处，恳请各位读者批评指正。

责任声明：虽然我力求提供有效的问题解决办法，但由于开发板使用环境、硬件差异、软件版本等多种因素的影响，我的笔记内容不一定适用于所有情况。对于因参考本笔记而导致的任何直接或间接损失，我不承担任何法律责任。使用本笔记内容的读者应自行承担相关风险，并在必要时寻求专业技术支持。

目录

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1.设备树（Device Tree）

2.DTS、 DTB 和 DTC

3. DTS语法

3.1 .dtsi头文件

3.2设备节点

3.3标准属性

3.4 向节点追加或修改内容

3.5 特殊节点

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1.设备树（Device Tree）

描述设备树的文件叫做 DTS(Device Tree Source)，这个 DTS 文件采用树形结构描述板级设备，也就是开发板上的设备信息，比如CPU 数量、 内存基地址、 IIC 接口上接了哪些设备、 SPI 接口上接了哪些设备等等。 在 Linux 内核源码中大量的 arch/arm/mach-xxx 和 arch/arm/plat-xxx 文件夹，这些文件夹里面的文件就是对应平台下的板级信息。

2.DTS、 DTB 和 DTC

设备树源文件扩展名为.dts，DTS 是设备树源码文件， DTB 是将DTS 编译以后得到的二进制文件。将.c 文件编译为.o 需要用到 gcc 编译器，那么将.dts 编译为.dtb需要什么工具呢？需要用到 DTC 工具！ DTC 工具源码在 Linux 内核的 scripts/dtc 目录下

如果要编译 DTS 文件的话只需要进入到 Linux 源码根目录下，然后执行如下命令：

make all （编译全部）

或

make dtbs（只编译修改过的，推荐）

3. DTS语法

3.1 .dtsi头文件

设备树也支持头文件，设备树的头文件扩展名为.dtsi，在 imx6ull-alientekemmc.dts 中有如下所示内容：

一般.dtsi 文件用于描述 SOC 的内部外设信息，比如 CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围，比如 UART、 IIC 等等。比如 imx6ull.dtsi 就是描述 I.MX6ULL 这颗 SOC 内部外设情况信息。

3.2设备节点

设备树是采用树形结构来描述板子上的设备信息的文件，每个设备都是一个节点，叫做设备节点，每个节点都通过一些属性信息来描述节点信息，属性就是键—值对。

14行：“/”是根节点，每个设备树文件只有一个根节点，多个根节点会自动合并。

设备树中节点命名格式如下：

node-name@unit-address

其中“node-name”是节点名字，为 ASCII 字符串，节点名字应该能够清晰的描述出节点的功能。“unit-address”一般表示设备的地址或寄存器首地址，如果某个节点没有地址或者寄存器的话“unit-address”可以不要，比如“cpu@0”。

但54行命名格式：用“：”隔开成了两部分，“：”前面的是节点标签(label)，“：”后面的才是节点名字，格式如下所示：

label: node-name@unit-address

引入 label 的目的就是为了方便访问节点，可以直接通过&label 来访问这个节点，比如通过&cpu0 就可以访问“cpu@0”这个节点，而不需要输入完整的节点名字。

每个节点都有不同属性，不同的属性又有不同的内容，属性都是键值对，值可以为空或任意的字节流。设备树源码中常用的几种数据形式如下所示：

1.字符串

compatible = “arm,cortex-a7”

设置 compatible 属性的值为字符串“arm,cortex-a7”。

2.32位无符号整数（u32）

reg = <0>;

上述代码设置 reg 属性的值为 0， reg 的值也可以设置为一组值，比如：

reg = <0 0x123456 100>;

3.字符串列表

属性值也可以为字符串列表，字符串和字符串之间采用“,”隔开，如下所示：

compatible = "fsl,imx6ull-gpmi-nand", "fsl, imx6ul-gpmi-nand";

3.3标准属性

节点是由一堆的属性组成，节点都是具体的设备，不同的设备需要的属性不同，用户可以自定义属性。除了用户自定义属性，有很多属性是标准属性， Linux 下的很多外设驱动都会使用这些标准属性。

1.compatible属性

compatible 属性也叫做“兼容性”属性，值是一个字符串列表， compatible 属性用于将设备和驱动绑定起来。compatible 属性值是为了匹配 Linux 内核中的驱动程序，Linux 内核会通过根节点的 compoatible 属性查看是否支持此设备，如果支持的话设备就会启动 Linux 内核。字符串列表用于选择设备所要使用的驱动程序， compatible 属性的值格式如下所示：

"manufacturer,model"

manufacturer 表示厂商， model 一般是模块对应的驱动名字。

比如 imx6ull-alientekemmc.dts 中 sound 节点是 I.MX6U-ALPHA 开发板的音频设备节点， I.MX6U-ALPHA 开发板上的音频芯片采用的欧胜(WOLFSON)出品的 WM8960， sound 节点的 compatible 属性值如89-90行所示。属性值有两个，分别为“fsl,imx6ul-evk-wm8960”和“fsl,imx-audio-wm8960”，其中“fsl”表示厂商是飞思卡尔，“imx6ul-evk-wm8960”和“imx-audio-wm8960”表示驱动模块名字。 sound这个设备首先使用第一个兼容值在 Linux 内核里面查找，看看能不能找到与之匹配的驱动文件，如果没有找到的话就使用第二个兼容值查。

一般驱动程序文件都会有一个 OF 匹配表，此 OF 匹配表保存着一些 compatible 值，如果设备节点的 compatible 属性值和 OF 匹配表中的任何一个值相等，那么就表示设备可以使用这个驱动。

Linux 内核通过根节点 compatible 属性找到对应的设备的函数调用过程：

2.model属性

model 属性值也是一个字符串，一般 model 属性描述设备模块信息

model = "wm8960-audio";

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，如表所示：

status = “okay” 表明设备可操作。

4. #address-cells 和#size-cells 属性

这两个属性的值都是无符号 32 位整形，可以用在任何拥有子节点的设备中，用于描述子节点的地址信息。 #address-cells 属性值决定了子节点 reg 属性中地址信息所占用的字长(32 位)， #size-cells 属性值决定了子节点 reg 属性中长度信息所占的字长(32 位)。

#address-cells 和#size-cells 表明了子节点应该如何编写 reg 属性值，一般 reg 属性都是和地址有关的内容，和地址相关的信息有两种：起始地址和地址长度， reg 属性的格式一为：

reg = <address1 length1 address2 length2 address3 length3……>

每个“address length”组合表示一个地址范围，其中 address 是起始地址， length 是地址长度， #address-cells 表明 address 这个数据所占用的字长， #size-cells 表明 length 这个数据所占用的字长。

spi4设置了#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;表示设置长度起始地址所占用的字长为 1，地址长度所占用的字长为 0。

子节点 gpio_spi: gpio_spi@0 的 reg 属性值为 <0>，因为父节点设置了#addresscells = <1>， #size-cells = <0>，因此 addres=0，没有 length 的值，相当于设置了起始地址，而没有设置地址长度。

5.reg属性

reg 属性的值一般是(address， length)对。 reg 属性一般用于描述设备地址空间资源信息，一般都是某个外设的寄存器地址范围信息

reg = <0x02020000 0x4000>;

6.ranges属性

ranges属性值可以为空或者按照(child-bus-address,parent-bus-address,length)格式编写的数字矩阵， ranges 是一个地址映射/转换表， ranges 属性每个项目由子地址、父地址和地址空间长度这三部分组成：

child-bus-address：子总线地址空间的物理地址，由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。

parent-bus-address： 父总线地址空间的物理地址，同样由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。

length： 子地址空间的长度，由父节点的#size-cells 确定此地址长度所占用的字长。

如果 ranges 属性值为空值，说明子地址空间和父地址空间完全相同，不需要进行地址转换。

虽然定义了 ranges 属性，但是 ranges 属性值为空。

ranges 属性不为空的示例代码如下所示：

ranges = <0x0 0xe0000000 0x00100000>

属性值指定了一个 1024KB(0x00100000)的地址范围，子地址空间的物理起始地址为 0x0，父地址空间的物理起始地址为 0xe0000000。

7.name属性

name 属性值为字符串， name 属性用于记录节点名字， name 属性已经被弃用，不推荐使用name 属性，一些老的设备树文件可能会使用此属性。

8.device_type属性

device_type 属性值为字符串， IEEE 1275 会用到此属性，用于描述设备的 FCode，但是设备树没有 FCode，所以此属性也被抛弃了。此属性只能用于 cpu 节点或者 memory 节点。imx6ull.dtsi 的 cpu0 节点用到了此属性。

3.4 向节点追加或修改内容

在imx6ull-alientek-emmc.dts 文件中完成数据追加的内容，方式如下：

&i2c1 {

 /* 要追加或修改的内容 */

 };

&i2c1 表示要访问 i2c1 这个 label 所对应的节点，花括号内就是要向 i2c1 这个节点添加的内容，包括修改某些属性的值。

这个就是向节点追加或修改内容，重点就是通过&label 来访问节点，然后直接在里面编写要追加或者修改的内容。

3.5 特殊节点

1.aliases 子节点

单词 aliases 的意思是“别名”，因此 aliases 节点的主要功能就是定义别名，定义别名的目的就是为了方便访问节点。不过我们一般会在节点命名的时候会加上 label，然后通过&label来访问节点，这样也很方便，而且设备树里面大量的使用&label 的形式来访问节点。

2. chosen 子节点

chosen 并不是一个真实的设备， chosen 节点主要是为了 uboot 向 Linux 内核传递数据，重点是 bootargs 参数。一般.dts 文件中 chosen 节点通常为空或者内容很少。

uboot 自己在 chosen 节点里面添加了 bootargs 属性，uboot 中的 fdt_chosen 函数在设备树的 chosen 节点中加入了 bootargs属性，并且还设置了 bootargs 属性值。调用流程如下：