1. 设备树基础概念

1.1 什么是设备树（Device Tree）

设备树（Device Tree，DT）是一种描述硬件资源的数据结构，它使用树形节点来记录系统中所有可访问的设备、总线、中断控制器、时钟、GPIO 等硬件信息。设备树源文件（.dts）经过编译生成设备树二进制文件（.dtb），由 Bootloader 传递给内核，内核解析后自动完成设备驱动与硬件资源的绑定。

一个典型的设备树节点结构如下：

/dts-v1/;

/ {
    model = "TI AM335x BeagleBone Black";
    compatible = "ti,am335x-bone-black", "ti,am335x-bone", "ti,am33xx";

    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a8";
            reg = <0x0>;
        };
    };

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x20000000>;  /* 512 MB */
    };

    uart0: serial@44e09000 {
        compatible = "ti,am3352-uart", "ti,omap3-uart";
        reg = <0x44e09000 0x2000>;
        interrupts = <72>;
        status = "okay";
    };
};

1.2 为什么需要设备树

在设备树出现之前，嵌入式 Linux 内核使用 板级文件（Board File） 来注册硬件信息。每个开发板都需要在 arch/arm/mach-xxx 下编写大量 C 代码，导致内核源码中充斥着平台相关的硬编码。这种模式存在三个严重问题：

1. 代码膨胀 — 每个新板子都要新增或修改板级文件，内核主线难以维护。
2. 耦合过高 — 硬件描述与驱动代码深度绑定，更换 SoC 或外设需要重新编译内核。
3. 碎片化严重 — 厂商各自维护分支，社区无法统一推进新特性。

设备树将硬件描述从内核源码中剥离出来，形成独立的 .dts 文件，实现了以下关键改进：

1.3 设备树与 ACPI 的区别

ACPI（Advanced Configuration and Power Interface）是 x86 平台的标准硬件描述和电源管理接口，与设备树在理念和实现上有本质差异。两者对比如下：

1.4 设备树在嵌入式 Linux 中的位置

设备树是嵌入式 Linux 启动流程中的关键一环，位于 Bootloader 与内核之间：

1. Bootloader（U-Boot） 从存储介质读取 .dtb 文件。
2. Bootloader 将 DTB 加载到内存，并通过寄存器（如 r2）传递地址给内核。
3. 内核启动早期调用 unflatten_device_tree() 将 DTB 展开为 device_node 树。
4. 驱动通过 of_match_table 匹配 compatible 字符串，获取 reg、interrupts 等资源。