Linux设备树详细学习笔记

参考文献

参考视频
开发板及程序 原子mini
设备树官方文档

设备树的基本概念

DT:Device Tree //设备树
FDT: Flattened Device Tree //开放设备树，起源于OpenFirmware (所以后续会见到很多OF开头函数)
dts: device tree source的缩写 //设备树源码
dtsi: device tree source include的缩写 //通用的设备树源码<5>dtb: device tree blob的缩写//编译设备树源码得到的文件
dtc: device tree compiler的缩写 //设备树编译器

设备树编译

dis和dtsi文件通过dtc编译器，生成dtb设备树二进制文件。

DTC编译器在内核源码：

alientek@ubuntu16:~/linux/linux-imx-4.1.15-2.1.0-g3dc0a4b-v2.7$ find -name dtc.c./drivers/scsi/dtc.c
./scripts/dtc/dtc.c
alientek@ubuntu16:~/linux/linux-imx-4.1.15-2.1.0-g3dc0a4b-v2.7$ cd ./scripts/dtc/dtc.c
bash: cd: ./scripts/dtc/dtc.c: Not a directory
alientek@ubuntu16:~/linux/linux-imx-4.1.15-2.1.0-g3dc0a4b-v2.7$ cd ./scripts/dtcalientek@ubuntu16:~/linux/linux-imx-4.1.15-2.1.0-g3dc0a4b-v2.7/scripts/dtc$ ls
checks.c                  dtc-parser.tab.h          Makefile
checks.o                  dtc-parser.tab.h_shipped  Makefile.dtc
data.c                    dtc-parser.tab.o          modules.order
data.o                    dtc-parser.y              srcpos.c
dtc                       fdtdump.c                 srcpos.h
dtc.c                     fdtget.c                  srcpos.o
dtc.h                     fdtput.c                  treesource.c
dtc-lexer.l               flattree.c                treesource.o
dtc-lexer.lex.c           flattree.o                update-dtc-source.sh
dtc-lexer.lex.c_shipped   fstree.c                  util.c
dtc-lexer.lex.o           fstree.o                  util.h
dtc.o                     libfdt                    util.o
dtc-parser.tab.c          livetree.c                version_gen.h
dtc-parser.tab.c_shipped  livetree.o

编译内核时候，会同步编译dtc。
指令格式 dtc [-I input-format] [-O output-format][-o output-filename] [-V output_version] input_filename
编译设备树：dtc -I dts -O dtb -o xxx.dtb xxx.dts
反编译设备树：dtc -I dtb -O dts -o xxx.dts xxx.dtb
简单写一个dts

/dts-v1/;
/ {};

编译与反编译

在Linux根目录下，用make dtbs 可以编译所有设备树。
arch/arm/boot/dts/Makefile，通过比配置，控制编译那些设备树

dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6UL) += \imx6ul-14x14-ddr3-arm2.dtb \imx6ul-14x14-ddr3-arm2-emmc.dtb	\
.........imx6ul-9x9-evk-csi.dtb \imx6ul-9x9-evk-ldo.dtb

语法

头文件

和 C 语言一样，设备树也支持头文件，设备树的头文件扩展名为.dtsi，也可以引用 C 语言中的.h 文件，甚至也可以引用.dts 文件，例如

#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "xxxxx.dtsi"

一般.dtsi 描述板级信息(也就是开发板上有哪些 IIC 设备、SPI 设备等，由芯片厂提供)，.dts 描述 SOC 级信息(各个外设控制器信息、那个iic上挂哪个传感器等)，这样写的好处是，将芯片平台与下游odm分开，通过dts拓展原始基础dtsi。

节点

根节点是设备树必须要包含的节点。根节点的名字是/。
子节点格式为

[label:]node-name[@unit-address]{[properties definitions][child nodes]
};
举例：
node1{//子节点，节点名称为node1node1_child{//子子节点，节点名称为node1_child}；
}；

同级节点下节点名称不能相同，不通级节点名称可以相同。
label 标签：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。
node-name名称：必须要有。
unit-address：设备地址，这里的设备地址没有实际用处，只是为了代码可读性的要求。

特殊节点

• aliases
  特殊节点aliases用来定义别名。定义别名的目的就是为了方便引用节点。当然，除了使用aliases来命名别用，也可以在对节点命名的适合添加标签来命名别名。

举例:
aliases(mmc0= &sdmmc0mmc1 = &sdmmc1:mmc2 = &sdhci:serial0="/simple@fe000000/serial@llc500”
}

• choosen
  chosen节点用来uboot给内核传递参数。重点是bootargs参数。chosen节点必须是根节点的子节点。举例:

chosen{bootargs = "root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.1 console=ttyS0,115200"
}

属性

• compatible：“兼容性”属性，该属性的值是一个字符串列表，compatible属性用于将设备和驱动绑定起来属性的值格式：“manufacturer,model”
  其中，manufacturer 表示厂商，model 一般是模块对应的驱动名字；如果该属性为字符串列表，则先使用第一个兼容值在 Linux
  内核里面查找，没找到的话再使用第二个兼容值查找 |
• model：描述设备模块信息，一般为名字，例如：model = “wm8960-audio”;
• status：字符串，设备的状态信息，包括：“okay”、“disabled”、“fail”、“fail-xxx”（各种错误信息）
• #addresscells 和#size-cells：无符号 32 位整型，用于描述子节点的地址信息#address-cells决定了子节点 reg
  属性中地址信息所占用的字长，#size-cells决定了长度信息所占用的字长。
• reg：寄存器信息，
  例如：父节点#address-cells值为1，#size-cells值为1，则子节点中reg的值就是一个首地址加一个地址长度为一个单元，子节点可以reg=<0x100000000 0x0100 0x200000000 0x0100>；父节点#address-cells值为1，#size-cells值为0，则子节点中reg的值就是一个首地址加一个地址长度为一个单元，子节点可以reg=<0x100000000 0x200000000>；
• ranges 属性：是一个地址映射/转换表，它可以为空，即“ranges；”，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。
  不为空时，格式：child-bus-address,parent-bus-address,length；
  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。
• device_type：在某些设备树文件中，可以看到device_type属性，device_type属性的值是字符串，只用于cpu节点或者memory节点进行描述。
• 自定义：自由发挥

节点含义

如果包含gpio-controller，该节点就是gpio控制器；
如果包含interrupt-controller，该节点就是gpio控制器；

引用

interrunt-parent=<&gpio0>;

追加内容

向节点追加内容，相当于硬件上，在soc厂商的基础上，添加字节的硬件。比如，要在iic总线上挂载一个六轴设备，soc厂商可能给一个例程，也可能不给，就要自己修改和添加。
比如dtsi中：

i2c1: i2c@021a0000 {#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;compatible = "fsl,imx6ul-i2c", "fsl,imx21-i2c";reg = <0x021a0000 0x4000>;interrupts = <GIC_SPI 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;clocks = <&clks IMX6UL_CLK_I2C1>;status = "disabled";
};

可以直接在dtsi中加，但是代码复用性就降低了。在dts中追加：

&i2c1 {clock-frequency = <100000>;pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>;status = "okay";mag3110@0e {compatible = "fsl,mag3110";reg = <0x0e>;position = <2>;};ap3216c@1e {compatible = "ap3216c";reg = <0x1e>;};
};

这里就追加了几个属性和两个子节点。
其中，status属性进行了改写，属性名形同时，追加的值会覆盖原有的值。

实例分析

中断

在中断控制器中，必须有一个属性#interrupt-cells，表示其他节点如果使用这个中断控制器需要几个cell来表示使用哪一个中断。
在中断控制器中，必须有一个属性interrupt-controller，表示他是中断控制器。
在设备树中使用中断，需要使用属性interrupt-parent=<&XXXX>表是中断信号链接的是哪个中断控制器。接着使用interrupts属性来表示中断引脚和触发方式。
注: interrupt里有几个cell，是由interrupt-parent对应的中断控制器里面的#interrupt-cells属性决定。

//原厂BSP工程师编写
gpio1: gpio@209c000{compatible = "fsl,imx6ul-gpio"，"fsl,imx35-gpio";reg = <0x0209c000 0x4000>;interrupts = <GIC_SPI 66 IROTYPE LEVEL HIGH>,<GIC SPI 67 IRO TYPE LEVEL HIGH>;gpio-controller;//该节点可以是gpio控制器#gpio-cells = <2>;interrupt-controller;//该节点也可以是中断控制器#interrupt-cells = <2>;//引用该节点的节点中，interrupt-controller属性中数据的个数
}//开发人员编写
edt-ft5x06g38{compatible = "edt,edt-ft5x06”，"edt,edt-ft5406"，"edtedt-ft5306"；pinctrl-names = "default";pinctrl-0 = <&ts_int_pin,&ats_reset_pin>;reg = <0X38>;interrupt-parent = <&gpio1>;interrupts = <9 0>;reset-gpios = <&gpio5 9 GPIO ACTIVE_LOW>;//低电平触发irq-gpios = <&gpio1 9 GPIO ACTIVE LOW>;status = "disabled";
}

设备树信息读取（of函数）

设备树被内核解析以后，可以在/proc/device-tree/目录中查看。

设备树机制是源于IEEE 1275 Open Firmware standard规范，相关的代码都是继承下来的，因此内核中设备树相关的函数都是以of开头的。
位置：include/linux/of.h
Linux设备树常用的OF函数总结