1． 設備樹概念

 1．1．設備樹感性認識

設備樹（Device Tree），將這個詞分開就是“設備”和“樹”，描述設備樹的文件叫做DTS（Device Tree Source），這個DTS 文件采用樹形結構描述板級設備，比如CPU 數(shù)量、 內(nèi)存基地址、IIC 接口上接了哪些設備、SPI 接口上接了哪些設備等等。設備樹是樹形數(shù)據(jù)結構，具有描述系統(tǒng)中設備的節(jié)點。每個節(jié)點都有描述所代表設備特征的鍵值對。每個節(jié)點只有一個父節(jié)點，而根節(jié)點則沒有父節(jié)點。

1．2．DTS、DTB、DTC

DTS：設備樹源碼文件；DTB：將DTS編譯后得到的二進制文件；DTC：DTS的編譯工具，其源碼在內(nèi)核的scriptsdtc目錄下�；�于同樣arm架構的CPU有很多，同一個CPU會制作很多配置不一的板子，如何正確的編譯所選的板子的DTS文件呢？在內(nèi)核的arch／arm／boot／dts／Makefile中：

dtb－＄（CONFIG＿ARCH＿XXX） ＋＝ xxx．dtb
dtb－＄（CONFIG＿ARCH＿XXX） ＋＝ xxx－sip．dtb
dtb－＄（CONFIG＿ARCH＿XXX） ＋＝ xxx．dtb
dtb－＄（CONFIG＿ARCH＿XXX） ＋＝ xxx．dtb

例如xxxx的開發(fā)板，只要設置CONFIG＿ARCH＿xxx＝y(tǒng)，所有用到這顆SOC的DTS都會編譯成DTB。如果后續(xù)還用到了這顆SOC設計的開發(fā)板，只要新建一個DTS文件，并將對應名稱的DTB文件名加到dtb－＄（CONFIG＿ARCH＿xxx）中，在編譯設備樹時就會將DTS編譯為二進制的DTB文件。

1．3．Device Tree語法

以下語法分析均以xxx．dts為例。

1．3．1． dtsi頭文件

設備樹的頭文件擴展名為 ．dtsi。以xxx．dts為例，其包含以下頭文件。

＃include ＂skeleton．dtsi＂
＃include xxx．h＂
＃include ＂xxx－clocks．dtsi＂
＃include ＂xxx－pinctrl．dtsi＂
＃include ＂xxx－camera．dtsi＂

需要注意的是．dts文件不但可以引用．dtsi文件，還可以引用．h文件和其他的．dts文件。Q1：每一個．dtsi和．dts都有自己的根節(jié)點，但是一個設備樹文件只允許有一個根節(jié)點，DTC如何處理？將根節(jié)點合并，保留最后一級的根節(jié)點。包含的頭文件內(nèi)容會被展開，展開的位置在／memory和／cpus之間。（存疑，只用xxx．dts編譯過）Q2：如果包含過程中有重復的compatible，DTC怎么處理？編譯時不會報錯，會生成兩個compatible屬性一樣的節(jié)點。

1．3．2． 設備節(jié)點

設備樹中的每一個節(jié)點都按照以下格式命名：

node－name＠unit－address

node－name表示節(jié)點名稱，它的長度范圍應該是1～31個字符，可以由以下的字符組成：

字符說明0～9數(shù)字a－z小寫字母A－Z大寫字母，逗號（英文）．句號（英文）＿下劃線（英文）＋加號－減號

表 2－1節(jié)點名稱的有效字符

節(jié)點名稱應以較低或大寫字符開頭，并應描述設備的一般類別。節(jié)點的單位地址特定于節(jié)點所在的總線類型。它由表2－1中字符集中的一個或多個ASCII字符組成。單位地址必須與節(jié)點的reg屬性中指定的第一個地址匹配。如果節(jié)點沒有reg屬性，則必須省略＠unit－address，并且單獨使用節(jié)點名稱將節(jié)點與樹中相同級別的其他節(jié)點區(qū)分開來。對于reg格式和單位地址，特定總線的綁定可能會指定附加更具體的要求。根節(jié)點沒有節(jié)點名稱或單位地址。它由正斜杠（／）標識。

圖 2－1節(jié)點名稱示例

在圖2－1中，節(jié)點名稱為cpu的兩個節(jié)點通過uint－address 0和1區(qū)分；節(jié)點名稱為ethernet的兩個節(jié)點通過uint－address fe002000和fe003000區(qū)分。在設備樹中經(jīng)常會看到以下設備名稱：

watchdog： watchdog＠04009800

冒號前的是節(jié)點標簽（label），冒號后是節(jié)點名稱。引入label的目的是方便訪問節(jié)點，可以直接通過＆label來訪問這個節(jié)點。比如上述節(jié)點就可以使用＆watchdog來訪問。

1．3．2．1． 通用名稱建議

節(jié)點的名稱應該有些通用，反映設備的功能，而不是其精確的編程模型。如適用，名稱應為以下選擇之一：

? adc    ? accelerometer
? atm    ? audio－codec
? audio－controller ? backlight：
? bluetooth   ? bus
? cache－controller ? camera
? can    ? charger
? clock：   ? clock－controller
? compact－flash  ? cpu
? cpus    ? crypto
? disk    ? display
? dma－controller ? dsp
? eeprom   ? efuse：
? mdio    ? memory
? memory－controller ? mmc
? mmc－slot   ? mouse
? nand－controller ? nvram
? oscillator  ? parallel
? pc－card   ? pci
? pcie    ? phy
? pinctrl   ? pmic
? pmu    ? port
? ports    ? pwm
1．3．2．2． 路徑名稱

通過指定從根節(jié)點到所需節(jié)點的完整路徑（通過所有子節(jié)點），可以唯一識別devicetree中的節(jié)點。指定設備路徑的約定是：

／node－name－1／node－name－2／．．．／node－name－N

例如，在圖2－1中，到cpu＃1的設備路徑為：

／cpus／cpu＠1

／為根節(jié)點，在保證完整路徑明確的前提下，可以省略uint－address。

1．3．3． 屬性

設備樹中的每個節(jié)點都有描述節(jié)點特性的屬性。屬性由名稱和值組成。

1．3．3．1． 屬性名稱

屬性名稱的長度范圍應該是1～31個字符，可以由以下的字符組成：

字符說明0～9數(shù)字a－z小寫字母A－Z大寫字母，逗號（英文）．句號（英文）＿下劃線（英文）＋加號？問號（英文）＃＃號（hash）

非標準屬性名稱應指定唯一的字符串前綴，例如股票代號，用于標識定義該屬性的公司或組織的名稱。示例：

xxx，pin－function ＝ ＜6＞；
fsl，channel－fifo－len
 linux，network－index
 ibm，ppc－interrupt－server＃s
1．3．3．2． 屬性值

屬性值是包含與屬性關聯(lián)的信息的零或多個字節(jié)的數(shù)組。

數(shù)值描述、值為空，用于描述bool信息。個人理解類似于flag參數(shù)、32位整數(shù)，采用big－endian格式。示例：32位值0x11223344將在內(nèi)存中表示為：地址    11  地址 ＋ 1 22  地址 ＋ 2 33   地址 ＋ 3 44、表示采用big－endian格式的64位整數(shù)。包括兩個值，其中第一個值包含整數(shù)的最有效位，第二個值包含最小有效位。例如：64位值0x1122334455667788將表示為兩個單元格：＜0x11223344 0x55667788＞。、格式特定于屬性，參見屬性定義。、字符串可打印且以空值（）結尾。、一個值。phandle值是引用設備樹中另一個節(jié)點的方法。可被引用的任何節(jié)點都用唯一的定義了phandle屬性數(shù)值。該數(shù)字用于帶有phandle值類型的屬性值。、串聯(lián)在一起的值列表。

big－endian和little－endian（大小端）：big－endian：是指低地址端存放高位字節(jié)；little－endian：是指高地址端存放低位字節(jié)；

1．3．3．3． 標準屬性Compatible（兼容）屬性名稱兼容值值類型＜stringlist＞描述兼容屬性值由定義設備特定編程模型的一個或多個字符串組成�？蛻舳顺绦驊�使用此字符串列表選擇設備驅動程序。該屬性值包含一個從最特定到最通用的null終止字符串的串聯(lián)列表。它們允許設備表達其與一系列類似設備的兼容性，可能允許單個設備驅動器與幾個設備匹配。推薦的格式是“制造商，型號”，其中制造商是描述制造商名稱的字符串（如股票代號）。

示例：

compatible ＝“fsl，mpc8641”，“ns16550”；

在此示例中，操作系統(tǒng)將首先嘗試查找支持fsl，mpc8641－uartmpc8641的設備驅動程序。如果找不到驅動程序，然后，它將嘗試定位受支持的更通用的ns16550設備類型驅動程序 。

一般驅動程序文件都會有個OF匹配表，此匹配表保存著一些compatible值，如果設備節(jié)點的 compatible屬性值和OF匹配表中的任何一個值相等，那么就表示設備可以使用這驅動。比如在文件drvier／misc／memctrl．c中：

static struct of＿device＿id＿xxx＿memctrl＿of＿match［］ ＝ ｛
    ｛ ．compatible ＝ ＂xxxx，memctrl＂， ｝，
    ｛｝，
｝；

對應的，在arch／arm／boot／dts／xxx．dts中有：

memctrl： memctrl ｛
  compatible ＝ ＂xxxx，memctrl＂；
  reg ＝ ＜0x0121B000 0x1044＞；
  clocks ＝ ＜＆sdram＿bandw＿clk＞， ＜＆mem＿axi＿clk＞；
  clock－names ＝ ＂sdram＿bandwidth＿clk＂， ＂mem＿axi＿clk＂；
  interrupts ＝ ＜GIC＿SPI INT＿SDRAM IRQ＿TYPE＿LEVEL＿HIGH＞；
  interrupt－controller；
  ＃interrupt－cells ＝ ＜1＞；
｝；
Model（型號）屬性名稱模型值值類型
描述指定設備的制造商型號。推薦的格式為：“制造商，型號”，其中制造商是描述制造商名稱的字符串（如股票代號）。

示例：

model ＝“fsl，MPC8349EMITX”；
Phandle（pointer handle）屬性名稱pointer handle值值類型
描述phandle屬性指定設備樹中唯一節(jié)點的數(shù)字標識符。phandle屬性值被需要引用與該屬性關聯(lián)的節(jié)點的其他節(jié)點使用。

示例：

pic＠10000000 ｛
phandle ＝ ＜1＞；
interrupt－controller；
｝；

定義了1的phandle值。另一個設備節(jié)點可以引用phandle值為1的pic節(jié)點：

another－device－node ｛
interrupt－parent ＝ ＜1＞；
｝；
Status屬性名稱狀態(tài)值值類型＜string＞描述狀態(tài)屬性指示設備的操作狀態(tài)，其有效值如下：＂okay＂：指示設備可運行。＂disabled＂：表明設備目前尚未運行，但未來可能會運行（例如，未插入或關閉某物）。＂fail＂：表示設備無法運行，在設備中檢測到嚴重錯誤，如果不進行維修就不太可能運行＂fail－sss＂：表示設備無法運行，在設備中檢測到嚴重錯誤，如果不進行維修就不太可能運行，sss部分特定于設備，并指示檢測到的錯誤情況。＃address－cells and ＃size－cells屬性名稱＃address－cells，＃size－cells值類型＜u32＞描述＃address－cells和＃size－cells屬性可用于設備樹層次結構中包含子節(jié)點并描述如何解決子設備節(jié)點的任何設備節(jié)點。＃address－cells屬性定義用于編碼子節(jié)點的reg屬性中地址字段的個單元格的數(shù)量。＃size－cells屬性定義用于編碼子節(jié)點的reg屬性中大小字段的個單元格的數(shù)量。＃address－cells ＝ ＜1＞；
 ＃size－cells ＝ ＜0＞；

表示reg屬性中有一個u32表示address，沒有表示reg大小的數(shù)據(jù)，所以：reg ＝ ＜0x0＞； 即reg的起始地址為0x0，不描述其大小

＃address－cells ＝ ＜1＞；
  ＃size－cells ＝ ＜1＞；

表示reg屬性中有一個u32表示address，有一個u32表示size，所以：reg ＝ ＜0x00000000 0x00040000＞； 即reg的起始地址為0x00000000，大小是0x00040000

Reg屬性名稱reg值類型＜prop－encoded－array＞ 編碼為任意數(shù)量（地址、長度）對描述reg屬性描述設備資源在其父總線定義的地址空間內(nèi)的地址。這通常意味著內(nèi)存映射IO寄存器塊的偏移和長度，但在某些總線類型上可能有不同的含義。根節(jié)點定義的地址空間中的地址為cpu真實地址。該值是一個，由任意數(shù)量的地址和長度對組成，＜地址長度＞。指定地址和長度所需的單元格的數(shù)量是總線特定的，由設備節(jié)點父級中的＃address－cells和＃size－cells屬性指定。如果父節(jié)點為＃size－cells單元格指定值0，則應忽略reg值中的長度字段。

示例：假設系統(tǒng)芯片中的設備包含兩個寄存器塊，SOC中偏移0x3000的32字節(jié)塊和偏移0xFE00的256字節(jié)塊。reg屬性的編碼如下（假設＃address－cells和＃size－cells值為1）：

reg＝＜0x3000 0x20 0xFE00 0x100＞；
virtual－reg屬性名稱virtual－reg值類型＜u32＞描述virtual－reg屬性指定一個有效地址，該地址映射到設備節(jié)點的reg屬性中指定的第一個物理地址。此屬性使引導程序能夠為客戶端程序提供已設置的虛擬到物理映射。Ranges屬性名稱range值類型＜empty＞或編碼為任意數(shù)量的（子總線地址、父總線地址、長度）三聯(lián)體描述range屬性提供了一種在總線地址空間（子地址空間）和總線節(jié)點父地址空間（父地址空間）之間定義映射或轉換的方法。range屬性值的格式是任意數(shù)量的三聯(lián)體（子總線地址、父總線地址、長度）：1．子總線地址是子總線地址空間內(nèi)的物理地址。表示地址的單元格數(shù)取決于總線，可以通過此節(jié)點（出現(xiàn)range屬性的節(jié)點）的＃address－cells確定。2． 父總線地址是父總線地址空間中的物理地址。表示父地址的單元格數(shù)取決于總線，可以通過定義父地址空間的節(jié)點的＃address－cells屬性確定。3． 長度指定子地址空間中范圍的大小。表示大小的單元格數(shù)可以根據(jù)該節(jié)點（出現(xiàn)range屬性的節(jié)點）的＃size－cells確定。如果屬性用值定義，則它指定父地址和子地址空間相同，并且不需要地址轉換。如果總線節(jié)點中不存在該屬性，則假設節(jié)點的子節(jié)點和父地址空間之間不存在映射。

示例：

soc ｛
compatible ＝ ＂simple－bus＂；
＃address－cells ＝ ＜1＞；
＃size－cells ＝ ＜1＞；
ranges ＝ ＜0x0 0xe0000000 0x00100000＞；
serial ｛
 device＿type ＝ ＂serial＂；
 compatible ＝ ＂ns16550＂；
 reg ＝ ＜0x4600 0x100＞；
 clock－frequency ＝ ＜0＞；
 interrupts ＝ ＜0xA 0x8＞；
 interrupt－parent ＝ ＜＆ipic＞；
｝；
｝；