ARM Linux设备树

ARM设备树起源

在过去的ARM Linux中，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码，很多代码只是在描述板级细节，而这些板级细节对于内核来讲，不过是垃圾，如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各种硬件的platform_data。

设备树是一种描述硬件的数据结构，它起源于OpenFirmware(OF)。在Linux2.6中，ARM架构的板级硬件细节过多的被编码在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中，采用设备树后，许多硬件的细节可以直接通过它传递给Linux，而不再需要在内核中进行大量的冗余编码。

设备树由一系列被命名的节点(Node)和属性(Property)组成，而节点本身可包含子节点。所谓属性，其实就是成对出现的名称和值。在设备树中，可描述的信息包括：

CPU的数量和类型

内存的基地址和大小

总线和桥

外设连接

中断控制器和中断使用情况

GPIO控制器和GPIO使用情况

时钟控制器和时钟使用情况

它基本上就是画一棵电路板上CPU、总线、设备组成的树，Bootloader会将这棵树传递给内核，然后内核可以识别这棵树，并根据它展开出Linux内核中的platform_device、i2c_client、spi_device等设备，和这些设备用到的内存、IRQ资源等。

内核中的dts存放位置：



由于一个SOC可能对于多个产品和电路板，势必包含许多公共部分，一般公共的部分就提炼为.dtsi，类似C语音的头文件。其他dts就包含这个dtsi。

如：

/include/ "skeleton.dtsi"

DTC（Device Tree Compiler）

DTC是.dts编译为.dtb的工具。源码位于scripts/dtc。

在ubuntu中可以安装dtc，命令如下：

sudo apt-get install device-tree-compiler

在arch/arm/boot/dts/Makefile中，描述了当哪种SoC被选中后，哪些.dtb文件会被编译出来，如下：

vi arch/arm/boot/dts/Makefile
531 dtb-$(CONFIG_ARCH_S3C24XX) += \
532         s3c2416-smdk2416.dtb \
533         s3c2440-tq2440.dtb

DTC除了可以编译.dts外，其实也可以反汇编.dtb。命令如下：

dtc -I dtb -O dts -o xxx.dts arch/arm/boot/dts/s3c2440-tq2440.dtb

DTB

是.dts编译后的二进制格式，可以由Linux内核解析，U-Boot也可以解析。

通常在我们为电路板制作NAND、SD启动镜像时，会为.dtb文件单独留下一个很小的区域以存放dtb，之后uboot会读取此区域到内存中，在把地址传递给kernel，启动kernel。

Linux内核也支持一种变通的模式，可不把.dtb文件单独存放，而是直接和zImage绑定一起做成一个镜像，类似cat zImage xxx.dtb >zImage_with_dtb的效果。当然内核编译的时候要使能CONFIG_ARM_APPEND_DTB这个选项，以支持”Use appended device tree blob to zImage”。

关于设备描述怎么写，可以参考文档：Documentation/devicetree/bindings/

设备树绑定文档里面有：

关于该模块最基本的描述

必须属性的描述

可选属性的描述

一个示例

U-Boot从v1.1.3开始支持设备树，为了在uboot里使能，需要在include/configs/tq2440.h中添加:

#define CONFIG_OF_LIBFDT

在uboot中可从nand、sd或tftp等介质将.dtb读入内存，假设.dtb放到内存地址为0x30000000，之后可在uboot命令行运行：

<tq2440>fdt addr 0x30000000

fdt的其他操作dts的命令就可以使用了，如fdt resize、fdt print等。

在boot中可以用如下命令来启动内核：

<tq2440>bootz kernel_addr initrd_address dtb_address

kernel_addr是uboot把内核加载到内存的地址

initrd_address是ramdisk的内存地址，如果不存在，则使用”-“代替

最后一个是dtb在内存中的地址。