Linux设备树

设备树

组成

DTS有一系列node（节点）和property(属性)，节点可以包含更多子节点，DTS主要描述设备信息

• CPU的数量及类别
• 内存基地址和size
• 总线和桥
• 外设连接
• 中断
• GPIO
• CLOCK

其有以下几种特性：

• 每个设备树文件都有一个根节点，每个设备都是一个节点。
• 节点间可以嵌套，形成父子关系，这样就可以方便的描述设备间的关系。
• 每个设备的属性都用一组key-value对(键值对)来描述。
• 每个属性的描述用;结束

/{                                  //根节点
    node1{                          //node1是节点名，是/的子节点
        key=value;                  //node1的属性
        ...
        node2{                      //node2是node1的子节点
            key=value;              //node2的属性
            ...
        }
    }                               //node1的描述到此为止
    node3{
        key=value;
        ...
    }
}

节点名

每个节点必须有节点名，格式< name>[@< unit-address>]

• < name>：为最长31个字符的ascii字符串，一般用其代表的设备类型命名，
• unit-address： 描述设备的地址，一般情况下，其提供访问设备的基地址，节点的reg property也用此参数，见下文。

引用

和c语言一样支持引用，如果按照树结构书写嵌套比较深，会十分不方便，可以&节点名来省去路径，相同节点不同属性信息会被合并，相同节点相同的属性会被重写

&cpu{
    cpu0-supply = <&buck2_reg>;
};

KEY

键值对是描述设备属性的方式，eg：Linux驱动中可以通过设备节点中的“compatible”这个属性查找设备节点。
其包括包括：compatible, address, interrupt等，这些信息能够在内核初始化找到节点的时候，自动解析生成相应的设备信息。此外，还有一些Linux内核定义好的，一类设备通用的有默认意义的属性，这些属性一般不能被内核自动解析生成相应的设备信息，但是内核已经编写的相应的解析提取函数（of_类函数），常见的有 “mac_addr”，“gpio”，“clock”，“power”。“regulator” 等等。

- compatible

设备树中每个节点都需要有compatible属性，compatible属性决定每一个设备驱动绑定哪一个设备，设备驱动可以利用这个相应函数读取compatible信息，利用该属性来查找节点，此外也可以通过节点名、节点路径查找指定节点。compatible是一个字符串序列，第一个字符串指定精确设备，第二字符串指定兼容设备。eg:compatible = “fsl,mpc8349-uart”, “ns16550”第一个字符串指定精确设备，第二个指定国家半导体16550 uart兼容设备。

需要注意：驱动中用于匹配的结构使用的compatible和设备树中一模一样，否则就可能无法匹配，这里另外的一点是struct of_device_id数组的最后一个成员一定是空，因为相关的操作API会读取这个数组直到遇到一个空。

static const struct of_device_id fls[] = {
  { .compatible = "fsl,mpc8349-uart", "ns16550"}
  { /*为空*/}
};

- address

(几乎)所有的设备都需要与CPU的IO口相连，所以其IO端口信息就需要在设备节点节点中说明。常用的属性有

• #address-cells，用来描述子节点“reg”属性的地址表中用来描述首地址的cell的数量，
• #size-cells，用来描述子节点“reg”属性的地址表中用来描述地址长度的cell的数量。

这两个属性，子节点中的“reg”就可以描述一块连续的地址区域。eg：父节点中指定了

#address-cells = <2>;
#size-cells = <1>;
reg = <0 0x1046C 0x4>  //reg中的前两个数表示一个地址,即0和0x1045C，最后一个数的表示地址跨度，即是0x4

- interrupts

在设备中经常用到中断，设备树中中断常用属性有

• interrupt-controller 一个空属性用来声明这个node接收中断信号，即这个node是一个中断控制器
• #interrupt-cells，是中断控制器节点的属性，用来标识这个控制器需要几个单位做中断描述符,用来描述子节点中“interrupts”属性使用了父节点中的interrupts属性的具体的哪个值。一般，如果父节点的该属性的值是3，则子节点的interrupts一个cell的三个32bits整数值分别为:<中断域 中断 触发方式>,如果父节点的该属性是2，则是<中断 触发方式>
• interrupt-parent,标识此设备节点属于哪一个中断控制器，如果没有设置这个属性，会自动依附父节点的
• interrupts,一个中断标识符列表，表示每一个中断输出信号

在内核中中断分层概念趋于流行，使内核中原本的中断源直接到中断号的方式已经很难继续发展了，所以引入了irq domain (中断域)，其他的power domain，clock domain等等也是类似。系统中所有的interrupt controller会形成树状结构，对于每个interrupt controller都可以连接若干个外设的中断请求（interrupt source，中断源），interrupt controller会对连接其上的interrupt source（根据其在Interrupt controller中物理特性）进行编号（HW interrupt ID）。引入中断域后，其编号就只限定在本域内，有利于编程

中断源--interrupt parent-->GPIO--interrupt parent-->GIC1--interrupt parent-->GIC2--...-->CPU

[email protected]101f3000 {
        compatible = "arm,pl061";
        reg = <0x101f3000 0x1000
               0x101f4000 0x0010>;
        interrupts = < 3 0 >;
    };

    intc: [email protected]10140000 {  // 中断控制器
        compatible = "arm,pl190";
        reg = <0x10140000 0x1000 >;
        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <2>; // 中断说明符有2 cells，此例中cell 1表示中断号，cell 2 表示触发方式
    };
The 3rd cell is the flags, encoded as follows:  
       bits[3:0] trigger type and level flags.  
               1 = low-to-high edge triggered  
               2 = high-to-low edge triggered  
               4 = active high level-sensitive  
               8 = active low level-sensitive  

- ==补充== 中断划分

中断按来源分类：

• 外部中断
• 内部中断

按可屏蔽：

• 可屏蔽中断
• 不可屏蔽中断

按入口地址：

• 向量中断（硬件提供入口地址）
• 非向量中断（软件提供入口地址）

ARM平台支持GIC中断控制器：

• GIC所支持的中断类型：

  • 1.PPI：私有中断，中断必须绑定一个固定CPU核，当处理该中断时，必须由绑定的CPU核处理
  • 2.SPI：共享中断，中断的处理可被任意的CPU核处理
  • 3.SWI：软中断，用于处理核间通信和调度。

---

内核 –|- cpu —– GIC———中断控制器 ……..—|—外设
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soc内部

- gpio

gpio也是最常见的IO口，常用的属性有

• “gpio-controller”，用来说明该节点描述的是一个gpio控制器
• “#gpio-cells”，用来描述gpio使用节点的属性一个cell的内容，即 `属性 = <&引用GPIO节点别名 GPIO标号 工作模式>

[email protected]4{
    compatible = "xj4421, key";
    gpx2_7 = <&gpx2 7 0>;
}