目录
一、设备树基础
1、概念
2、文件格式
3、编译工具
二、DTS语法
1、.dtsi 头文件
2、 设备节点
3、标准属性
4、compatible 属性详解
5、修改设备树文件，增加或修改节点
三、设备树在系统中的体现
四、Linux 内核解析 DTB 文件流程
五、绑定信息文档
六、设备树常用 OF 操作函数
（1）查找节点的 OF 函数
（2）查找父/子节点的 OF 函数
（3）提取属性值的 OF 函数
（4）其他常用的 OF 函数
一、设备树基础1、概念设备树(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。
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图所示的结构来描述板子上的设备信息。
2、文件格式DTS（.dts）
设备树源文件（描述板级信息：开发板上有哪些 IIC 设备、SPI 设备等）
DTB（.dtb）
设备树编译文件
.dtsi
设备树头文件（描述SOC级信息：CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围等）
设备树相关文件均在 arch/arm/boot/dts/ 文件夹，如图：
3、编译工具DTC
将.dts 编译为.dtb
DTC 工具源码在 Linux 内核的 scripts/dtc 目录下。
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。
在 arch/arm/boot/dts/Makefile 中新增需要编译的DTS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
编译 Linux 源码中的所有东西，包括 zImage，.ko 驱动模块以及设备树
make dtbs
仅编译设备树
二、DTS语法1、.dtsi 头文件在 .dts 设备树文件中，可以通过“#include ”来引用 .h 、 .dtsi 和 .dts 文件。
.dtsi 文件用于描述 SOC 的内部外设信息，比如 CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围，比如 UART 、 IIC 等等。
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。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。
imx6ull.dtsi 文件节选设备树文件内容：
代码语言：javascript复制/ { aliases { can0 = &flexcan1; }; cpus { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; cpu0: cpu@0 { 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>; };}AI写代码“/”是根节点，每个设备树文件只有一个根节点。
（1）设备树中节点命名格式：
节点标签：节点名@设备的地址或寄存器首地址
代码语言：javascript复制label: node-name@unit-address AI写代码例如：cpu0:cpu@0
（2）设备树源码中常用的几种数据形式如下所示：
①字符串
compatible ="arm,cortex-a7";
上述代码设置 compatible 属性的值为字符串“arm,cortex-a7”。
②32 位无符号整数
reg =<0>;
上述代码设置 reg 属性的值为 0，reg 的值也可以设置为一组值，比如： reg =<0 0x123456 100>;
③字符串列表
属性值也可以为字符串列表，字符串和字符串之间采用“,”隔开，如下所示：
compatible ="fsl,imx6ull-gpmi-nand", "fsl, imx6ul-gpmi-nand";
上述代码设置属性 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。
compatible 属性
compatible 属性也叫做“兼容性”属性。 用于将设备和驱动绑定起来。值是一个字符串列表，用于选择设备所要使用的驱动程序。
model 属性
值是字符串，一般描述设备模块信息，例如名字。
status 属性
值是字符串，设备的状态信息。
#address - cells #size - cells 属性
值是无符号 32 位整形。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 )。
reg 属性
值一般是(address，length)对。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
ranges 属性
ranges 是一个地址映射/ 转换表， ranges 属性每个项目由子地址、父地址和地址空间长度 这三部分组成。如果 ranges 属性值为空值，说明子地址空间和父地址空间完全相同，不需要进行地址转换。
name 属性
值是字符串，name 属性用于记录节点名字。 name 属性已经被弃用，不推荐使用 name 属性，一些老的设备树文件可能会使用此属性。
device_type 属性
值是字符串，IEEE 1275 会用到此属性，用于描述设备的 FCode ，但是设 备树没有 FCode ，所以此属性也被抛弃了。此属性只能用于 cpu 节点或者 memory 节点。
4、compatible 属性详解（1）根节点“/”也有 compatible 属性。
imx6ull-iot-emmc.dts 文件中根节点的 compatible 属性如图：
（2）arch/arm/mach-imx/mach-imx6ul.c 文件最后有设备兼容属性：
代码语言：javascript复制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_ENDAI写代码设备 ( 板子 ) 根节点“ / ”的 compatible 属性值与 imx6ul_dt_compat 表中的任何一个值相等，那么就表示 Linux 内核支持此设备。
例如：imx6ull-iot-emmc.dts 文件根节点的 compatible 属性值如下：
代码语言：javascript复制compatible = "fsl,imx6ull-14x14-evk", "fsl,imx6ull";AI写代码有匹配的节点属性“fsl,imx6ull”，则Linux内核支持此设备，可正常启动。
如果匹配不到对应属性，Linux 内核找不到对应的设备，则无法启动。在 uboot 输出就卡在 Starting kernel…
（3）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：
5、修改设备树文件，增加或修改节点 例如 arch/arm/boot/dts/imx6ull-iot-emmc.dts 文件i2c1节点：
代码语言：javascript复制&i2c1 { clock-frequency = <100000>; pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>; status = "okay"; mag3110@0e { compatible = "fsl,mag3110"; reg = <0x0e>; position = <2>; }; fxls8471@1e { compatible = "fsl,fxls8471"; reg = <0x1e>; position = <0>; interrupt-parent = <&gpio5>; interrupts = <0 8>; };};AI写代码&i2c1 表示要访问 i2c1 这个 label 所对应的节点。“clock-frequency”为新添加的属性，表示 i2c1 时钟为 100KHz。将 status 属性的值由原来的 disabled 改为 okay。i2c1 子节点 mag3110，NXP 官方开发板在 I2C1 上接了一个磁力计芯片 mag3110。i2c1 子节点 fxls8471，NXP 官方开发板在 I2C1 上接了 fxls8471六轴芯片。三、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/device-tree 目录下根据节点名字创建不同文件夹
/proc/device-tree 目录就是设备树在根文件系统中的体现。
（1）输入以下命令，会进入/sys/firmware/devicetree/base ：
代码语言：javascript复制cd proc/device-tree/AI写代码如图，为根节点“/”的所有属性和子节点：
根节点的属性
#address-cells、#size-cells、compatible、model、name
根节点的子节点
aliases、 backlight 、 chosen 、 clocks...
（2）cat 命令来查看 model 和 compatible 这两个文件的内容：
（3）查看soc节点
soc 节点的所有子节点：
（4） 特殊节点
aliases 子节点：主要功能就是定义别名，定义别名的目的就是为了方便访问节点。chosen 子节点：主要是为了 uboot 向 Linux 内核传递数据，重点是 bootargs 参数。进入 /proc/device-tree/chosen 目录查看：
bootargs 环境变量的值是在uboot 中设置的，而 uboot 中的 fdt_chosen 函数在设备树的 chosen 节点中加入了 bootargs 属性，并且还设置了 bootargs 属性值。
代码语言：javascript复制bootz 80800000 – 83000000AI写代码输入以上命令并执行以后，do_bootz 函数就会执行 。
调用关系如下：
四、Linux 内核解析 DTB 文件流程Linux 内核在启动的时候会解析 DTB 文件，然后在/proc/device-tree 目录下生成相应的设备树节点文件。
解析流程如下：
五、绑定信息文档Linux 内核源码中有详细的 .txt 文档描述了如何添加节点，这些 .txt 文档叫做绑定文档。
路径在Linux 源码目录： /Documentation/devicetree/bindings
六、设备树常用 OF 操作函数Linux 内核给我们提供了一系列函数来获取设备树中的节点或者属性信息，这一系列函数都有统一的前缀“of_ ”，也叫做 OF 函数。
OF 函数原型都定义在 include/linux/of.h 文件。
（1）查找节点的 OF 函数设备都是以节点的形式“挂”到设备树上的，因此要想获取这个设备的其他属性信息，必须先获取到这个设备的节点。Linux 内核使用 device_node 结构体来描述一个节点，此结构体定义在文件 include/linux/of.h 中。
通过节点名字查找指定的节点
struct device_node * of_find_node_by_name (struct device_node *from, const char *name)from ：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。name ：要查找的节点名字。返回值 ：找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败。
通过 device_type 属性查找指定的节点
struct device_node * of_find_node_by_type (struct device_node *from, const char *type)from ：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。type ：要查找的节点对应的 type 字符串，也就是 device_type 属性值。返回值 ：找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败。
根据 device_type 和 compatible 两个属性查找指定的节点
struct device_node * of_find_compatible_node (struct device_node *from,const char *type, const char *compatible)from ：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。type ：要查找的节点对应的 device_type 属性值，可以为 NULL ，表示忽略 device_type 属性。compatible ： 要查找的节点所对应的 compatible 属性列表。返回值 ：找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败
通过 of_device_id 匹配表查找指定的节点
struct device_node * of_find_matching_node_and_match (struct device_node *from,const struct of_device_id *matches, const struct of_device_id **match)from ：开始查找的节点，如果为 NULL 表示从根节点开始查找整个设备树。matches ： of_device_id 匹配表，也就是在此匹配表里面查找节点。match ： 找到的匹配的 of_device_id。返回值 ：找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败
通过路径来查找指定的节点
inline struct device_node * of_find_node_by_path (const char *path)path ：全路径的节点名，可以使用节点的别名，比如“ /backlight ”就是 backlight 这个节点的全路径。返回值 ：找到的节点，如果为 NULL 表示查找失败
（2）查找父/子节点的 OF 函数用于获取指定节点的父节点
struct device_node * of_get_parent (const struct device_node *node)node ：要查找的父节点的节点。返回值 ：找到的父节点。
用迭代的查找子节点
struct device_node * of_get_next_child (const struct device_node *node,struct device_node *prev)node ：父节点。prev ：前一个子节点，从此开始迭代的查找下一个子节点。NULL，表示从第一个子节点开始。返回值 ：找到的下一个子节点。
（3）提取属性值的 OF 函数用于查找指定的属性
property * of_find_property (const struct device_node *np, const char *name, int *lenp)np ：设备节点；name ： 属性名字；lenp ：属性值的字节数；返回值：找到的属性。
用于获取属性中元素的数量（获取到属性数组的大小）
int of_property_count_elems_of_size (const struct device_node *np, const char *propname,int elem_size)np ：设备节点；proname： 属性名；elem_size：元素长度；返回值 ：得到的属性元素数量。
用于从属性中获取指定标号的 u32 类型数据值
int of_property_read_u32_index (const struct device_node *np, const char *propname, u32 index, u32 *out_value)np ：设备节点。proname ： 要读取的属性名字。index ：要读取的值标号。out_value ：读取到的值返回值 ：0 读取成功，负值，读取失败， -EINVAL 表示属性不存在， -ENODATA 表示没有要读取的数据，-EOVERFLOW 表示属性值列表太小。
读取属性中 u8 、 u16 、 u32 和 u64 类型的数组数据
int of_property_read_u8_array (const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_values, size_t sz)of_property_read_u16_arrayof_property_read_u32_arrayof_property_read_u64_arraynp ：设备节点。proname ： 要读取的属性名字。out_value ：读取到的数组值，分别为 u8 、 u16 、 u32 和 u64。sz ：要读取的数组元素数量。
用于读取这种只有一个整形值的属性
int of_property_read_u8(const struct device_node *np, const char *propname, u8 *out_value)of_property_read_u16of_property_read_u32of_property_read_u64np ：设备节点。proname ： 要读取的属性名字。out_value ：读取到的数组值。返回值 ：0 ：读取成功，负值：读取失败， -EINVAL ：属性不存在， -ENODATA：没有要读取的数据，-EOVERFLOW：属性值列表太小。
用于读取属性中字符串值
int of_property_read_string(struct device_node *np, const char *propname,const char **out_string)np ：设备节点。proname ： 要读取的属性名字。out_string ：读取到的字符串值。返回值 ：0：读取成功，负值：读取失败。
用于获取 #address-cells 属性值
int of_n_addr_cells(struct device_node *np)np ：设备节点。返回值 ：获取到的 #address-cells 属性值。
用于获取 #size-cells 属性值
int of_n_size_cells (struct device_node *np)np ：设备节点。返回值 ：获取到的 #size-cells 属性值。
（4）其他常用的 OF 函数用于查看节点的 compatible 属性是否有包含 compat 指定的字符串，也就是检查设备节点的兼容性
int of_device_is_compatible (const struct device_node *device, const char *compat)device ：设备节点。compat ：要查看的字符串。返回值 ：0 ：节点的 compatible 属性中不包含 compat 指定的字符串；正数：节点的 compatible 属性中包含 compat 指定的字符串。
用于获取地址相关属性，主要是“ reg ”或者“assigned-addresses”属性值
const __be32 * of_get_address (struct device_node *dev, int index, u64 *size, unsigned int *flags)dev ：设备节点。index ：要读取的地址标号。size ：地址长度。flags ：参数，比如 IORESOURCE_IO 、 IORESOURCE_MEM 等返回值 ：读取到的地址数据首地址，为 NULL 的话表示读取失败。
将从设备树读取到的地址转换为物理地址
u64 of_translate_address (struct device_node *dev, const __be32 *in_addr)dev ：设备节点。in_addr ：要转换的地址。返回值 ：得到的物理地址，如果为 OF_BAD_ADDR 的话表示转换失败。
从设备树里面提取资源值，将 reg 属性值转换为 resource 结构体类型
int of_address_to_resource(struct device_node *dev, int index, struct resource *r)dev ：设备节点。index ：地址资源标号。r ：得到的 resource 类型的资源值。返回值 ：0，成功；负值，失败。
将 reg 属性中地址信息转换为虚拟地址
void __iomem * of_iomap (struct device_node *np, int index)np ：设备节点。index ： reg 属性中要完成内存映射的段，如果 reg 属性只有一段的话 index 就设置为 0。返回值 ：经过内存映射后的虚拟内存首地址，如果为 NULL 的话表示内存映射失败。