一、设备树
DTS即Device Tree Source 设备树源码, Device Tree是一种描述硬件的数据结构，它起源于 OpenFirmware (OF)。设备树（Device Tree）是描述计算机的特定硬件设备信息的数据结构，以便于操作系统的内核可以管理和使用这些硬件，包括CPU或CPU，内存，总线和其他一些外设。
设备树是通过OpenFirmware (OF)项目从基于SPARC的工作站和服务器派生而来的。当前的Devicetree一般针对嵌入式系统，但仍然与某些服务器级系统一起使用。一般x86架构的个人计算机通常不使用设备树，而是依靠各种自动配置协议来识别硬件。使用设备树的系统通常将静态设备树传递给操作系统，但也可以在引导的早期阶段生成设备树。U-Boot可以在启动新操作系统时传递设备树。一些系统使用的引导加载程序可能不支持设备树，但是可以与操作系统一起安装静态设备树，Linux内核支持这种方法。
Device Tree规范目前由名为devicetree.org的社区管理，该社区与Linaro和Arm等相关联。
优势：Linux内核从3.x版本之后开始支持使用设备树，可以实现驱动代码与设备的硬件信息相互的隔离，减少了代码中的耦合性，在此之前，一些与硬件设备相关的具体信息都要写在驱动代码中，如果外设发生相应的变化，那么驱动代码就需要改动。但是在引入了设备树之后，这种情况找到了解决的办法，通过设备树对硬件信息的抽象，驱动代码只要负责处理逻辑，而关于设备的具体信息存放到设备树文件中。如果只是硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化，开发者只需要修改设备树文件信息，不需要改写驱动代码。
二、DTS、DTB和DTC
1.DTS
硬件的相应信息都会写在.dts为后缀的文件中，每一款硬件可以单独写一份xxxx.dts，一般在Linux源码中存在大量的dts文件，对于arm架构可以在arch/arm/boot/dts找到相应的dts.
2.DTSI
对于一些相同的dts配置可以抽象到dtsi文件中，然后可以用include的方式到dts文件中，对于同一个节点的设置情况，dts中的配置会覆盖dtsi中的配置。具体如下图所示：
3.DTC
dtc是编译dts的工具，可以在Ubuntu系统上通过指令apt-get install device-tree-compiler安装dtc工具。但是，一般在内核源码scripts/dtc路径下已经包含了dtc工具。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需要用到 DTC 工具。
scripts/dtc/Makefile 文件内容：
hostprogs-y := dtc
always := $(hostprogs-y)
dtc-objs:= dtc.o flattree.o fstree.o data.o livetree.o treesource.o \
srcpos.o checks.o util.o
dtc-objs += dtc-lexer.lex.o dtc-parser.tab.o
......DTC 工具依赖于 dtc.c、 flattree.c、 fstree.c 等文件，最终编译并链接出 DTC 这个主机文件。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 或者 make dtbs
make all命令是编译 Linux 源码中的所有东西，包括 zImage， .ko 驱动模块以及设备树，如果只是编译设备树的话建议使用make dtbs命令。
4.DTB
dtb(Device Tree Blob)，dts经过dtc编译之后会得到dtb文件，dtb通过Bootloader引导程序加载到内核。所以Bootloader需要支持设备树才行，Kernel也需要加入设备树的支持。
如果要使用Device Tree，要了解硬件配置和系统运行参数，并把这些信息组织成Device Tree source file。 通过DTC（Device Tree Compiler），可以将Device Tree source file变成适合机器处理的 Device Tree binary file（DTB，device tree blob）。
在系统启动的时候，bootloader可以将保存在flash中的DTB 拷贝到内存并把DTB的起始地址传递给kernel，bootloader或者其他特殊功能的程序。从而使DTB文件会被保存到ROM中，最终通过bootbolader被加载到内核，内核就可以通过解析设备树来让驱动去控制硬件。
三、设备树基本框架
设备树用树状结构描述设备信息，它有以下几种特性：
1.根节点：\
2.设备节点：nodex
①节点名称：node
②节点地址：node@0, @后面即为地址
3.属性：属性名称（Property name)和属性值(Property value)
4.标签
上述.dts文件并没有什么真实的用途，但它基本表征了一个Device Tree源文件的结构。
注：“/”是根节点，每个设备树文件只有一个根节点。在设备树文件中会发现有的文件下也有“/”根节点，这两个“/”根节点的内容会合并成一个根节点。
四、DTS语法
1. .dtsi头文件
与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。在.dts 设备树文件中，还可以通过“#include”来引用.h、 .dtsi 和.dts 文件。
#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"
imx6ull.dtsi 文件描述了 I.MX6ULL 这颗 SOC 内部外设情况信息。比如 CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围。
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。
节点命名格式:
label: node-name@unit-address
label:节点标签，方便访问节点：通过&label访问节点
node-name：节点名字，为字符串，描述节点功能
unit-address：设备的地址或寄存器首地址，若某个节点没有地址或者寄存器，可以省略
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。
/ {
aliases {
can0 = &flexcan1;
};
cpus {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
cpu0: cpu@0 { /*cpu0是cpus的子节点*/
compatible = "arm,cortex-a7";
device_type = "cpu";
reg = <0>;
};
};
intc: interrupt-controller@00a01000 {
compatible = "arm,cortex-a7-gic";
#interrupt-cells = <3>;
interrupt-controller;
reg = <0x00a01000 0x1000>,
<0x00a02000 0x100>;
};
}设备树源码中常用的几种数据形式
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：reg = <0>; 设置reg属性的值为0
3.字符串列表：字符串和字符串之间采用“,”隔开
compatible = "fsl,imx6ull-gpmi-nand", "fsl, imx6ul-gpmi-nand";设置属性 compatible 的值为“fsl,imx6ull-gpmi-nand”和“fsl, imx6ul-gpmi-nand”。
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。
①compatible属性
compatible 属性也叫做兼容性属性，compatible 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。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：厂商名称model：模块对应的驱动名字
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 属性值如下：
compatible = "fsl,imx6ul-evk-wm8960","fsl,imx-audio-wm8960";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。
②model属性
model 属性值是一个字符串，一般 model 属性描述设备模块信息。
③status属性
status 属性和设备状态有关的， status 属性值是字符串，描述设备的状态信息。
| 值 | 描述 |
| "okay" | 表明设备是可操作的 |
| "disabled" | 表明设备当前是不可操作的，但是在未来可以变为可操作的，比如热插拔设备插入以后 |
| "fail" | 表明设备不可操作，设备检测到了一系列的错误，而且设备也不大可能变得可操作 |
| "fail-sss" | 含义和“fail”相同， sss 部分是检测到的错误内容。 |
④#address-cells 和#size-cells 属性
这两个属性的值都是无符号 32 位整形， #address-cells 和#size-cells 这两个属性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 {
compatible = "spi-gpio";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
gpio_spi: gpio_spi@0 {
compatible = "fairchild,74hc595";
reg = <0>;
};
};
aips3: aips-bus@02200000 {
compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
dcp: dcp@02280000 {
compatible = "fsl,imx6sl-dcp";
reg = <0x02280000 0x4000>;
};
};节点 spi4 的#address-cells = <1>， #size-cells = <0>，说明 spi4 的子节点 reg 属性中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。
设置 aips3: aips-bus@02200000 节点#address-cells = <1>， #size-cells = <1>，说明 aips3: aips-bus@02200000 节点起始地址长度所占用的字长为 1，地址长度所占用的字长也为 1。
⑤reg属性
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 属性的值一般是(address， length)对.
uart1: serial@02020000 {
compatible = "fsl,imx6ul-uart",
"fsl,imx6q-uart", "fsl,imx21-uart";
reg = <0x02020000 0x4000>;
interrupts = <GIC_SPI 26 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
clocks = <&clks IMX6UL_CLK_UART1_IPG>,
<&clks IMX6UL_CLK_UART1_SERIAL>;
clock-names = "ipg", "per";
status = "disabled";
};uart1 的父节点 aips1: aips-bus@02000000 设置了#address-cells = <1>、 #sizecells = <1>，因此 reg 属性中 address=0x02020000， length=0x4000。UART1 寄存器首地址为 0x02020000，但是 UART1 的地址长度(范围)并没有 0x4000 这么多。
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