1. 设备树基础

各位同学好，我是你们的嵌入式Linux讲师。今天咱们来聊聊设备树——这个让无数驱动开发者又爱又恨的东西。

说实话，我刚入行那会儿，Linux内核里还没有设备树这玩意儿。那时候板级文件里全是密密麻麻的硬件初始化代码，一个平台文件动不动就上千行。后来我参与的一个项目要同时支持三款硬件略有差异的板子，那叫一个痛苦——代码复制粘贴，改一处漏三处。嗯，设备树就是来解决这个问题的。

1.1 设备树的起源：为什么要有它？

设备树，英文叫Device Tree，缩写DT。它最早源于PowerPC架构，后来被ARM社区大力推广，现在几乎成了所有嵌入式Linux平台的标配。

你想想看，在没有设备树之前，内核是怎么知道板子上有哪些硬件的？

• 每个板子都有一个对应的board-xxx.c文件
• 里面硬编码了GPIO、中断、时钟、内存地址等信息
• 换一个板子就要重新编译内核

说白了，就是把硬件描述和内核代码死死绑在一起。维护起来？噩梦。

设备树的核心思想很简单：把硬件描述从内核源码中剥离出来。内核只负责解析设备树，然后根据描述去初始化硬件。这样，换板子只需要换一个设备树文件，内核本身不用动。

1.2 基本语法结构：长什么样？

设备树的语法，其实挺直观的。它用树形结构来描述硬件，根节点是/，下面挂各种子节点。

我给大家看一个最简单的例子：

/dts-v1/;

/ {
    compatible = "mycompany,myboard-v1";

    cpu@0 {
        compatible = "arm,cortex-a7";
        reg = <0>;
    };

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x10000000>;
    };

    uart0: serial@10000000 {
        compatible = "ns16550";
        reg = <0x10000000 0x1000>;
        interrupts = <0 5 4>;
        clock-frequency = <24000000>;
    };
};

这里有几个关键点，我一个个说：

• /dts-v1/;：版本声明，告诉编译器这是DTS v1格式。没有它，编译器会报错。
• / { };：根节点，整个设备树的起点。
• compatible：兼容性字符串，内核用它来匹配驱动。格式一般是"厂商,型号"。
• reg：地址和大小信息。比如内存节点，地址0x80000000，大小0x10000000（256MB）。
• interrupts：中断描述，包含中断控制器、中断号、触发方式等。

1.3 dts、dtsi、dtb：三者的关系

这三个文件格式，初学者经常搞混。我简单梳理一下：

文件	全称	作用	是否可读
.dts	Device Tree Source	设备树源文件，描述具体板子的硬件	文本，可读
.dtsi	Device Tree Source Include	设备树头文件，存放通用或SoC级定义	文本，可读
.dtb	Device Tree Blob	编译后的二进制文件，内核直接使用	二进制，不可读

它们的关系，说白了就是：.dts和.dtsi是源码，.dtb是编译产物。

我举个例子。假设你用的是某款全志SoC，它的芯片级定义都在sun8i.dtsi里。然后你做了一块板子，叫myboard.dts，里面通过#include "sun8i.dtsi"引入芯片定义，再添加自己板子特有的外设。

// myboard.dts
/dts-v1/;
#include "sun8i.dtsi"

/ {
    model = "MyBoard v1.0";
    compatible = "mycompany,myboard", "allwinner,sun8i";

    &uart0 {
        status = "okay";
    };

    &mmc0 {
        status = "okay";
        bus-width = <4>;
    };
};

你看，这里用了&uart0和&mmc0的引用语法，去修改.dtsi里定义好的节点。这种写法很常见，我个人非常推荐。

1.4 编译流程：从dts到dtb

设备树的编译工具叫dtc（Device Tree Compiler）。内核源码里自带，路径在scripts/dtc/下。

基本用法：

dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts

反过来，也可以把dtb反编译成dts：

dtc -I dtb -O dts -o myboard.dts myboard.dtb

这个反编译功能，我在调试时经常用。有时候拿到一个别人给的dtb，想知道里面配了什么，反编译一下就看清楚了。

1.5 知识体系总览

为了让大家更直观地理解设备树的核心逻辑，我画了一张图：

这张图把设备树的三个核心模块串起来了。你从左边看起——为什么要用设备树？因为要解耦。中间是语法，怎么描述硬件。右边是文件关系，源码怎么变成内核能用的东西。

嗯，这一章的内容就到这里。设备树看起来东西多，但核心逻辑其实很清晰。后面几章我们会深入到时钟、电源管理这些实战场景中，到时候你会更深刻地理解设备树的价值。

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