设备树的学习

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设备树的学习
什么是设备树
一、设备节点
二、DTS启动内核的过程
三.创建一个小型模板设备树
四、设备树在系统中的体现

什么是设备树

设备树(Device Tree)，将这个词分开就是“设备”和“树”，描述设备树的文件叫做 DTS(Device
Tree Source)，这个 DTS 文件采用树形结构描述板级设备，也就是开发板上的设备信息，比如
CPU 数量、内存基地址、 IIC 接口上接了哪些设备、 SPI 接口上接了哪些设备等等，如图所示
在这里插入图片描述
在图中，树的主干就是系统总线， IIC 控制器、 GPIO 控制器、 SPI 控制器等都是接到系统主线上的分支。IIC 控制器有分为 IIC1 和 IIC2 两种，其中 IIC1 上接了 FT5206 和 AT24C02这两个 IIC 设备， IIC2 上只接了 MPU6050 这个设备。 DTS 文件的主要功能就是按照上图所示的结构来描述板子上的设备信息，

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、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。以下是从imx6ull.dtsi 文件中缩减出来的设备树文件内容：
在这里插入图片描述
其中第 1 行，“/”是根节点，每个设备树文件只有一个根节点。
第 2、 6 和 17 行， aliases、 cpus 和 intc 是三个子节点
第 10 行， cpu0 也是一个节点，只是 cpu0 是 cpus 的子节点。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

二、DTS启动内核的过程

接下来我们简单看一下 Linux 内核是如何根据设备树根节点的 compatible 属性来匹配出对应的 machine_desc， Linux 内核调用 start_kernel 函数来启动内核， start_kernel 函数会调用setup_arch 函数来匹配 machine_desc，找到匹配的 machine_desc 的过程就是用设备树根节点的compatible 属性值和 Linux 内核中 machine_desc 下.dt_compat 的值比较，看看那个相等，如果相等的话就表示找到匹配的 machine_desc。第 715~720 行，此循环就是查找匹配的 machine_desc 过程，第 716 行的 of_flat_dt_match 函数会将根节点 compatible 属性的值和每个 machine_desc 结构体中. dt_compat 的值进行比较，直至找到匹配的那个 machine_desc。
在这里插入图片描述
Linux 内核通过根节点 compatible 属性找到对应的设备的函数调用过程如下图所示

machine_desc 结构体中有个.dt_compat 成员变量，此成员变量保存着本设备兼容属性，当设备树中的compatible 属性值和linux内核中的_dt_compat 表里面的值有相等时，那么就表示 Linux 内核支持此设备。

三.创建一个小型模板设备树

在实际产品开发中，我们是不需要完完全全的重写一个.dts 设备树文件，一般都是使用 SOC 厂商提供好的.dts 文件，我们只需要在上面根据自己的实际情况做相应的修
改即可。在编写设备树之前要先定义一个设备，我们就以 I.MX6ULL 这个 SOC 例，我们需要在设备树里面描述的内容如下：
在这里插入图片描述

//设备树基础框架
/ {
    
    
	compatible = "fsl,imx6ull-alientek-evk", "fsl, imx6ull";
	
	cpus {
    
    
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <0>;
		
		//CPU0节点
		cpu0: cpu@0 {
    
    
			compatible = "arm, cortex-a7";
			device_type = "cpu";
			reg = <0>;
		};
	};
	
	//soc节点
	soc {
    
    
		#address-cells = <1>;
		#size-cells = <1>;
		
		compatible = "simple-bus";
		ranges;					//ranges 属性为空，说明子空间和父空间地址范围相同
		
		//ocram节点
		ocram: sram@00900000 {
    
    
			compatible = "fsl,lpm-sram";
			reg = <0x00900000 0x20000>;
		};
		
		//aips1节点
		aips1: aips-bus@02000000 {
    
    
			compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
			#address-cells = <1>;
			#size-cells = <1>;
			reg = <0x02000000 0x100000>;
			ranges;
			
			//ecspi1节点
			ecspi1: ecspi@02008000 {
    
    
				#address-cells = <1>;
				#size-cells = <0>;
				compatible = "fsl,imx6ul-ecspi", "fsl,imx51-ecspi";
				reg = <0x02008000 0x4000>;
				status = "disabled";
			};
		}
		
		//aips2节点
		aips2: aips-bus@02100000 {
    
    
			compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
			#address-cells = <1>;
			#size-cells = <1>;
			reg = <0x02100000 0x100000>;
			ranges;
			
			//usbotg1: usb@02184000 {
    
    
				compatible = "fsl,imx6ul-usb", "fsl,imx27-usb";
				reg = <0x02184000 0x4000>;
				status = "disabled";
			};
		}
		
		//aips3节点
		aips3: aips-bus@02200000 {
    
    
			compatible = "fsl,aips-bus", "simple-bus";
			#address-cells = <1>;
			#size-cells = <1>;
			reg = <0x02200000 0x100000>;
			ranges;
			
			//rngb节点
			rngb: rngb@02284000 {
    
    
				compatible =  "fsl,imx6sl-rng", "fsl,imx-rng", "imxrng";
				reg = <0x02284000 0x4000>;
			};
		}
		
	}
}

四、设备树在系统中的体现

Linux 内核启动的时候会解析设备树中各个节点的信息，并且在根文件系统的/proc/devicetree 目录下根据节点名字创建不同文件夹，如图所示
在这里插入图片描述
上图就是目录/proc/device-tree 目录下的内容， /proc/device-tree 目录下是根节点“/”的所有属性和子节点

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