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发现的设备、内存映射、中断、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），在系统启动时由引导加载程序传递给内核，内核据此完成设备驱动与硬件资源的绑定。

1.2 为什么需要设备树

在设备树出现之前，Linux 内核使用大量的板级文件（board-*.c）来注册硬件信息。这种做法在 ARM 架构上导致了严重的代码膨胀和维护灾难。设备树的引入解决了以下核心问题：

• 硬件描述与内核解耦：同一份内核镜像可以支持多种硬件平台，只需更换 .dtb 文件。
• 减少内核代码量：不再需要为每块开发板编写数百行的板级注册代码。
• 支持多平台统一：ARM、RISC-V、x86 等架构统一使用设备树描述硬件。
• 便于社区维护：硬件描述集中管理，驱动代码更通用。
• 动态加载能力：设备树覆盖（Device Tree Overlay）允许运行时添加或修改硬件描述。

1.3 设备树与 ACPI 的区别

ACPI（Advanced Configuration and Power Interface）是 x86 平台广泛使用的硬件描述和电源管理标准。设备树与 ACPI 虽然目标相似，但在设计哲学、使用场景和实现方式上有显著差异：

1.4 设备树的核心文件类型

在实际开发中，你会接触到以下几种设备树相关文件：

1.5 一个简单的设备树示例

以下是一个简化的设备树源文件，展示了基本的节点和属性结构：

/dts-v1/;

/ {
    compatible = "acme,coyote", "acme,board";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;

    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;

        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a9";
            reg = <0x0>;
            device_type = "cpu";
        };
    };

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

    soc {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        ranges;

        serial@101f1000 {
            compatible = "ns16550";
            reg = <0x101f1000 0x1000>;
            interrupts = <0x1 0x0>;
            clock-frequency = <3686400>;
        };

        i2c@101f2000 {
            compatible = "acme,i2c-bus";
            reg = <0x101f2000 0x1000>;
            interrupts = <0x2 0x0>;
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <0>;

            eeprom@50 {
                compatible = "atmel,24c02";
                reg = <0x50>;
                pagesize = <16>;
            };
        };
    };
};