在Linux3.x版本后，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中，描述板級細節的代碼（比如platform_device、i2c_board_info等）被大量取消，取而代之的是設備樹，其目錄位于arch/arm/boot/dts

1.設備樹的組成

1個dts文件+n個dtsi文件，它們編譯而成的dtb文件就是真正的設備樹

soc廠商會把soc公共的特性和多塊開發板公用的特性提煉為dtsi，而dts則負責描述某個具體的產品（開發板）的特性。dts直接或間接的包含多個dtsi（類似于c語言的頭文件），就體現了一個完整的產品（開發板）所有的特性。以solidrun公司的hummingboard為例，其組成為

imx6dl-hummingboard.dts |_imx6dl.dtsi | |_imx6qdl.dtsi |_imx6qdl-microsom.dtsi |_imx6qdl-microsom-ar8035.dtsi

1

2

3

4

5

此外，dts/dtsi兼容c語言的一些語法，能使用宏定義，也能包含.h文件

2.設備樹的結構

下面分別是是imx6dl-hummingboard.dts以及imx6dl.dtsi文件，我們以它們為例來分析，不難發現dts文件內容很少，只有一些板級的特征，大部分公共的硬件描述都在dtsi文件中

imx6dl-hummingboard.dts 文件節選

/dts-v1/;#include "imx6dl.dtsi"#include "imx6qdl-microsom.dtsi"#include "imx6qdl-microsom-ar8035.dtsi"/ { model = "SolidRun HummingBoard DL/Solo"; compatible = "solidrun,hummingboard", "fsl,imx6dl"; ir_recv: ir-receiver { compatible = "gpio-ir-receiver"; gpios = <&gpio1 2 1>; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&pinctrl_hummingboard_gpio1_2>; }; regulators { compatible = "simple-bus"; reg_3p3v: 3p3v { compatible = "regulator-fixed"; regulator-name = "3P3V"; regulator-min-microvolt = <3300000>; regulator-max-microvolt = <3300000>; regulator-always-on; }; }&i2c1 { pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&pinctrl_hummingboard_i2c1>; rtc: pcf8523@68 { compatible = "nxp,pcf8523"; reg = <0x68>; };};

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

imx6dl.dtsi文件節選

/ { aliases { /*省略無關代碼*/ } soc { #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; compatible = "simple-bus"; interrupt-parent = <&intc>; ranges; /*省略無關代碼*/ timer@00a00600 { compatible = "arm,cortex-a9-twd-timer"; reg = <0x00a00600 0x20>; interrupts = <1 13 0xf01>; clocks = <&clks IMX6QDL_CLK_TWD>; }; aips-bus@02000000 { /* AIPS1 */ compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus"; #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; reg = <0x02000000 0x100000>; ranges; /*省略無關代碼*/ gpio1: gpio@0209c000 { compatible = "fsl,imx6q-gpio", "fsl,imx35-gpio"; reg = <0x0209c000 0x4000>; interrupts = <0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>, <0 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; gpio-controller; #gpio-cells = <2>; interrupt-controller; #interrupt-cells = <2>; }; /*省略無關代碼*/ i2c1: i2c@021a0000 { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; compatible = "fsl,imx6q-i2c", "fsl,imx21-i2c"; reg = <0x021a0000 0x4000>; interrupts = <0 36 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; clocks = <&clks IMX6QDL_CLK_I2C1>; status = "disabled"; }; }; /*省略無關代碼*/ }; };

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

基本構造

{}包圍起來的結構稱之為節點，dts中最開頭的/ {}，稱為根節點。節點的標準結構是xxx@yyy{…}，xxx是節點的名字，yyy則不是必須的，其值為節點的地址（寄存器地址或其他地址），比如i2c1: i2c@021a0000中的就是一個i2c控制器的寄存器基地址，rtc: pcf8523@68中的就是這個rtc設備的i2c地址

屬性：地址

有關節點的地址，比如i2c@021a0000，雖然它在名字后面跟了地址，但是正式的設置是在reg屬性中設置的比如：reg = <0x021a0000 0x4000>;?reg的格式通常為 ，0x021a0000是寄存器基地址，0x4000是長度。address 和length的個數是可變的，由父節點的屬性#address-cells?和#size-cells?決定，比如節點i2c@021a0000的父節點是aips-bus@02000000，其#address-cells?和#size-cells均為1，所以下面的i2c節點的reg屬性就有一個address 和length，而i2c節點本身#address-cells?和#size-cells?分別為1和0，所以其下的rtc: pcf8523@68?的reg屬性就只有一個0x68（i2c地址）了

屬性：兼容性

如果一個節點是設備節點，那么它一定要有compatible（兼容性），因為這將作為驅動和設備（設備節點）的匹配依據，compatible（兼容性）的值可以有不止一個字符串以滿足不同的需求，詳見下一節。而根節點的compatible也是非常重要的，也就是"fsl,imx6dl"這個字符串，因為系統啟動后，將根據根節點的compatible來判斷cpu信息，并由此進行初始化

屬性設置的套路

一般來說，每一種設備的節點屬性設置都會有一些套路，比如可以設置哪些屬性？屬性值怎么設置？那怎么知道這些套路呢，有兩種思路

第一種是抄類似的dts，比如我們自己項目的平臺是4412，那么就可以抄exynos4412-tiny4412.dts、exynos4412-smdk4412.dts這類相近的dts

第二種是查詢內核中的文檔，比如Documentation/devicetree/bindings/i2c/i2c-imx.txt就描述了imx平臺的i2c屬性設置方法；Documentation/devicetree/bindings/fb就描述了lcd、lvds這類屬性設置方法

節點之間的聯系

節點與節點之間的關聯，通常通過“標號引用”和“包含”來實現

所謂標號引用，就是在節點名稱前加上標號，這樣設備樹的其他位置就能夠通過&符號來調用/訪問該節點，比如上面代碼ir_recv節點中的gpio屬性，就引用了gpio1標號處的節點

包含則是最基本的方式，比如我們要在i2c1接口添加一個i2c外設，那么就必須要在i2c1下面添加一個節點，比如上面代碼中的rtc: pcf8523@68 {}

標號引用常常還作為節點的重寫方式，比如下面代碼是imx6qdl.dtsi中定義的i2c節點，而前面imx6dl-hummingboard.dts中的&i2c1，就是對i2c1標號處節點的一次重寫，在其內部添加了一個rtc設備

如果一個節點是屬性節點（即僅僅是作為屬性被其他節點調用），那么它定義在哪里其實無所謂，重要的是調用的位置，比如lcd屏幕的時序，其實我們完全可以把它定義在其他犄角旮旯，然后在lcd節點下用&來調用它，這也是可以的。這有點類似于函數：在哪定義不重要，重要的是在哪調用

3.內核（驅動）與節點的匹配

首先，內核必須要知道dtb文件的地址，這由U-boot來告訴內核，詳見U-boot引導內核流程分析?第6節。只要內核知曉了dtb文件的地址，那么驅動就可以通過一些API任意獲取設備樹的內部信息

對于3.x版本之后的內核，platform、i2c、spi等設備不再需要在mach-xxx中注冊，驅動程序將直接和設備樹里的設備節點進行配對，是通過設備節點中的compatible（兼容性）來與設備節點進行配對的，這里只做簡單介紹，具體的應用詳見?基于i2c子系統的驅動分析、?基于platform總線的驅動分析

這里以pcf8523驅動為例，只要驅動中的of_match_table 中的compatible 值和設備節點中的compatible 相匹配，那么probe函數就會被觸發。不僅i2c是這樣，platform、spi等都是這個原理

/*定義的of_match_table*/static const struct of_device_id pcf8523_of_match[] = { { .compatible = "nxp,pcf8523" }, { }};/*driver 結構體中的of_match_table*/static struct i2c_driver pcf8523_driver = { .driver = { .name = DRIVER_NAME, .owner = THIS_MODULE, .of_match_table = of_match_ptr(pcf8523_of_match), }, .probe = pcf8523_probe, .id_table = pcf8523_id,};

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

i2c和spi驅動還支持一種“別名匹配”的機制，就以pcf8523為例，假設某程序員在設備樹中的pcf8523設備節點中寫了compatible = "pcf8523";，顯然相對于驅動id_table中的"nxp,pcf8523"，他遺漏了nxp字段，但是驅動卻仍然可以匹配上，因為別名匹配對compatible中字符串里第二個字段敏感

4.常見屬性的設置與獲取

當修改或編寫驅動時，常常需要修改gpio、時鐘、中斷等等參數，以前都是在mach-xxx中的device設置的，現在則要在節點里設置，然后驅動用特殊的API來獲取

屬性的獲取常常在probe函數中進行，但是獲取屬性之前，最重要的是，確定哪個節點觸發了驅動。如果一個驅動對應多個節點，那驅動可以通過int of_device_is_compatible(const struct device_node *device, const char *name)來判斷當前節點是否包含指定的compatible（兼容性）

gpio的設置與獲取

/*imx6dl.dtsi中gpio1控制器的定義節點*/gpio1: gpio@0209c000 { compatible = "fsl,imx6q-gpio", "fsl,imx35-gpio"; reg = <0x0209c000 0x4000>; interrupts = <0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>, <0 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; gpio-controller; #gpio-cells = <2>; interrupt-controller; #interrupt-cells = <2>;};/*imx6qdl-sabreauto.dtsi中某個設備節點*/max7310_reset: max7310-reset { compatible = "gpio-reset"; reset-gpios = <&gpio1 15 1>; reset-delay-us = <1>; #reset-cells = <0>;};

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

一般來說，我們把gpio屬性的名字起為xxx-gpios（xxx我們可以隨便起），這樣驅動才能通過特定API從識別該屬性，并轉換成具體的gpio號

該設備節點中設置了reset-gpios = <&gpio1 15 1>;這格式是什么意思呢？&gpio1 15引用了gpio1節點，故此處含義為gpio1_15這個引腳；最后一個參數1則代表低電平有效，0則為高電平有效。至于gpio1_15具體對應哪個引腳，在imx6的手冊上都有詳細描述

其實最后一個參數（高低電平有效）不是必須的，因為gpio1節點中設置了#gpio-cells = <2>;，所以才有兩個參數；某些soc的gpio節點中會設置為#gpio-cells = <1>;，那么可以不寫最后一個參數

驅動一般通過以下接口獲取上面節點中gpio的屬性。該函數第一個參數是節點，一般可以在傳入probe的參數中間接獲得；第二個參數是gpio屬性的名字，一定要和節點屬性中的xxx-gpios相同；最后一個是編號index，當節點中有n個同名的xxx-gpios時，可以通過它來獲取特定的那個gpio，同一節點中gpio同名情況很少存在，所以我們都把index設為0

gpio = of_get_named_gpio(node, "reset-gpios", index);

1

在dts和驅動都不關心gpio名字的情況下，也可直接通過以下接口來獲取gpio號，這個時候編號index就十分重要了，可以指定拿取節點的第index個gpio屬性

gpio = of_get_gpio(node, index);

1

中斷的設置與獲取

假設某設備節點需要一個gpio中斷

/*先確定中斷所在的組*/interrupt-parent = <&gpio6>;/*表示中斷，GPIO6中的第８個IO，2為觸發類型，下降沿觸發*/interrupts = <8 2>;

1

2

3

4

5

6

而在驅動中使用?中斷號 =irq_of_parse_and_map(node, index)函數返回值來得到中斷號

自定義屬性的設置與獲取

所謂的自定義屬性，有點類似于老內核中的platform_data，我們在設備節點中可以隨意添加自定義屬性，比如下面這個節點里面的屬性都是我們自己定義的

reg_3p3v: 3p3v { compatible = "regulator-fixed"; regulator-name = "3P3V"; regulator-min-microvolt = <3300000>; regulator-max-microvolt = <3300000>; regulator-always-on;};

1

2

3

4

5

6

7

針對32位整形的屬性，比如上面的regulator-min-microvolt，可以利用下面這個API來獲取屬性值，第一個參數是節點，第二個參數是屬性名字，第三個是輸出型參數（把讀出來的值放進去）

of_property_read_u32(node, "regulator-min-microvolt", μvolt);

1

類似的讀取數值的API還有：

int of_property_read_u8(const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_value)int of_property_read_u16(const struct device_node *np, const char *propname, u16 *out_value)

1

2

3

4

下列API可檢查節點中某個屬性是否存在，存在則返回true，不存在則返回false

bool of_property_read_bool(const struct device_node *np, const char *propname)

1

當節點中存在字符串時，可以像下面那樣讀取，比如我們讀取前面reg_3p3v節點中的字符串

of_property_read_string(node, "regulator-name", &string)

1

當節點中存在數組時，可以像下面那樣讀取

/*帶有數組的某個節點*/L2: cache-controller@1e00a000 { compatible = "arm,pl310-cache"; arm,data-latency = <1 1 1>; arm,tag-latency = <1 1 1>;};/*驅動中使用API來讀取數組， &data為輸出型參數*/of_property_read_u32_array(node, "arm,pl310-cache", &data, ARRAY_SIZE(data));

?