设备树(1)-设备树是什么？设备树基础概念及语法

news2024/11/17 3:35:29

1.简介

设备树：device tree
DTS：设备树源码文件，采用树形结构描述板级信息，例如IIC、SPI等接口接了哪些设备
DTSI：设备树头文件，描述SOC级信息，例如几个CPU、主频多少、各个外设控制信息等
DTB：DTS编译后得到的二进制文件
DTC：设备树工具

2.设备树使用

DTC工具源码： scripts/dtc目录
DTC工具编译：make all或make dtbs

每款芯片所编译的dtb设备树二进制文件，可以在arch/arm/boot/dts/Makefile中找到，例如IMX6ULL：

dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL) += \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-adc.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-cs42888.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-ecspi.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-emmc.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-epdc.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-flexcan2.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-gpmi-weim.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-lcdif.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-ldo.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-qspi.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-qspi-all.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-tsc.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-uart2.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-usb.dtb \
	imx6ull-14x14-ddr3-arm2-wm8958.dtb \
	imx6ull-14x14-evk.dtb \
	imx6ull-14x14-evk-btwifi.dtb \
	imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb \
	imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dtb \
	imx6ull-14x14-evk-usb-certi.dtb \
	imx6ull-9x9-evk.dtb \
	imx6ull-9x9-evk-btwifi.dtb \
	imx6ull-9x9-evk-ldo.dtb

当宏 CONFIG_SOC_IMX6ULL打开，则会将对应的dts文件编译为dtb文件。当实际项目开发时，如果需要新增设备树源码文件，直接加入其中即可。

3.设备树语法

3.1头文件包含

#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"

3.2设备节点

label:node-name@unit-address
label：可选项。标签，如果有可以直接通过&label访问，例如&cpu0
node-name：节点名
unit-address：可选项，设备地址

3.3属性赋值

字符串/字符串列表：
compatible = “arm,cortex-a7”; compatible = “fsl,imx6ull-gpmi-nand”, “fsl, imx6ul-gpmi-nand”;
整数/整数列表：
reg = <0> reg = <0 0x123456 100>;

3.4标准属性

1) compatible 属性
兼容性属性，用于将设备和驱动绑定
compatible = " “fsl,imx6ull-gpmi-nand”; fsl代表厂商，coteimx6ull-gpmi-nand代表驱动模块名

	sound {
		compatible = "fsl,imx6ul-evk-wm8960",
			   "fsl,imx-audio-wm8960";

例如如上这一段，sound设备的驱动为飞思卡尔厂商，sound设备首先在内核中查找驱动名imx6ul-evk-wm8960，如果找不到则查找下一个imx-audio-wm8960。
一般驱动程序的文件中会有一个of匹配表（struct of_device_id ），保存compatible值，如果相等，则代表使用这个驱动。例如sound/soc/fsl/imx-wm8960.c中。代表使用该platform驱动

static const struct of_device_id imx_wm8960_dt_ids[] = {
	{ .compatible = "fsl,imx-audio-wm8960", },
	{ /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, imx_wm8960_dt_ids);

static struct platform_driver imx_wm8960_driver = {
	.driver = {
		.name = "imx-wm8960",
		.pm = &snd_soc_pm_ops,
		.of_match_table = imx_wm8960_dt_ids,
	},
	.probe = imx_wm8960_probe,
	.remove = imx_wm8960_remove,
};
module_platform_driver(imx_wm8960_driver);

2）model属性
设备模块属性
model = “wm8960-audio”;
3）status属性
表示设备状态
status = “okay”;

4） #address-cells 和#size-cells 属性
#address-cells：代表reg属性起始地址的字长，32位机的1字长为32位
#size-cells ：代表reg属性地址长度的字长
reg：描述地址空间资源信息
reg = <0x02200000 0x100000>; 起始地址为0x02200000，地址长度为0x100000

5）ranges属性
地址映射转换表
ranges = <0x0 0xe0000000 0x00100000>;
<child-bus-address,parent-bus-address,length>
child-bus-address：子总线地址空间物理地址，父节点的#address-cells 确定此物理地址占用字长
**parent-bus-address **: 父总线地址空间的物理地址，父节点的#address-cells 确定此物理地址占用字长
length：子地址空间长度，父节点的#size-cells 确定此地址长度占用字长

如果ranges属性为空，则子地址空间和父地址空间完全相同，不需要转换

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>;
	};
};

如上，则代表soc的子地址空间物理起始地址是0x0，父进程空间物理起始地址为0xe0000000，子设备节点serial串口设备节点中串口设备驱动名为ns16550，起始地址为0x4600，长度为0x100，则串口设备节点的物理地址为0xe0004600也就是寄存器可读写地址，长度为0x100。

6）name属性
记录节点名字，为字符串。

7）device_type属性
描述设备的FCode，只能用于cpu节点或者memory节点。例如device_type = “serial”;

8) 根节点 compatible 属性
匹配SOC对应的使用设备
根节点该属性设置为 compatible = “fsl,imx6ull-14x14-evk”, “fsl,imx6ull”;
arch/arm/mach-imx/mach-imx6ul.c中dt_compat的值与兼设置的容性值相等，则代表Linux内核支持此设备。若不相符，则无法正常启动Linux内核

static const char *imx6ul_dt_compat[] __initconst = {
	"fsl,imx6ul",
	"fsl,imx6ull",
	NULL,
};

DT_MACHINE_START(IMX6UL, "Freescale i.MX6 Ultralite (Device Tree)")
	.map_io		= imx6ul_map_io,
	.init_irq	= imx6ul_init_irq,
	.init_machine	= imx6ul_init_machine,
	.init_late	= imx6ul_init_late,
	.dt_compat	= imx6ul_dt_compat,
MACHINE_END

兼容性字段匹配过程：

4.修改设备节点

设备节点追加或修改的语法格式为：

&i2c1 {
	/* 要追加或修改的内容 */
};

当需要新增一个硬件设备时，则相当于增加一个设备树的节点，例如在iic1硬件设备上，增加一个子节点，但同时不能影响soc级的其他设备，所以不能在共有的imx6ull.dtsi设备树头文件添加，需要有一个自己的设备树文件例如这里是：imx6ull-alientek-emmc.dts。
原先imx6ull.dtsi中的i2c1节点内容为：

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";
};

加入新设备节点后，在imx6ull-alientek-emmc.dts中的内容为：

&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>;
	};
};