設備樹（DT）是易于閱讀的硬件描述文件，它采用JSON式的格式化風格，在這種簡單的樹形結構中， 設備表示為帶有屬性的節點。屬性可以為空（只有鍵，用來描述布爾值），也可以是鍵值對，其中的值可以是任意的字節流。

1 設備樹機制

將選項CONFIG_OF設置為Y即可在內核中啟用DT。要在驅動程序中調用DT API，必須添加以下頭文件

#include <linux/of.h>
#include <linux/of_device.h>

DT支持一些數據類型：

• 文本字符串用雙引號表示。可以使用逗號來創建字符串列表
• 單元格是由尖括號分隔的無符號32位整數
• 布爾類型不過是空屬性，其值是true或false取決于屬性存在于否

比如：

node_lable:nodename@reg{srting-property="a string";					//一個字符串string-list="read","write";					//字符串列表onw-int-property=<197>;						//一個整型數字int-list-property=<0xbeef 123 0xabcd 4>;	//整型列表byte-array-property=[0x01 0x02 0x35 0x47];	//字節數組bool-property;								//布爾數據mixed-list-property="a string",<oxabcd 45>,<35>,[0x01 0x23 0x45];	//混合類型	
};

命名約定

每個節點都必須由<name>[@<address>]形式的名稱，其中<name>是一個字符串，其最多可以為31個字符，[@<address>]是可選的，具體取決于節點代表的設備是否為可尋址的。<address>是用來訪問設備的主要地址。設備命名的一個例子如下：

i2c@021a0000{compatible = "fls,imx6q-i2c","fls,ima21-i2c";reg = <0x021a0000 0x4000>;...
}

別名、標簽和phandle

node_lable:nodename@reg{...
};gpio1:gpio@0209c000{...
};
aliases{...gpio1 = &gpio1;...
};

標簽不過是標記節點的方法，可以用唯一的名稱來標識節點。DT編譯器將該名稱轉換為唯一的32位值。在上面的例子中，gpio1和node_label都是標簽。之后可以用標簽來引用節點，因為標簽對于節點是唯一的。

指針句柄（point handle，簡寫為phandle）是與節點相關聯的32位值，用于唯一標識該結點，以便可以從另一個結點的屬性引用該節點。標簽用于一個指向節點的指針，使用&mylabel可以指向標簽為mylabel的節點，比如gpio1 = &gpio1。&gpio1被轉換為phandle，以便引用gpio1節點。

為了在查找節點時不遍歷整棵樹，引入了別名的概念。在DT中，別名節點可以看做是快速查找表，可以使用函數find_node_by_alias()來查找指定別名的節點。別名不是直接在DT源中使用，而是由Linux內核來引用。

DT編譯器

DT有兩種形式：文本形式（代表源，也稱作DTS）和二進制塊形式（代表編譯后的DT），也稱作DTB。源文件的拓展名是.dts。.dtsi是SOC級定義，.dts文件代表開發板定義。就像源文件(.c)和包含頭文件(.h)一樣，應該把.dtsi作為頭文件包含在.dts文件中。而二進制文件使用.dtb拓展名。

2 表示和尋址設備

每個設備在DT中至少有一個節點。某些屬性對于設備是通用的，這些屬性是reg、#address-cells和#size-cells，它們的用途是在其所在總線上進行設備尋址。主要的尋址屬性是reg，其含義取決于設備所在的總線。size-cells和address-cells的前綴#可以翻譯為length。
每個可尋址設備都具有reg屬性，該屬性是reg = <address0 size0>，<address1 size1>…形式的元組列表，其中每個元組代表設備的地址范圍。#size-cells（長度單元）指示使用多少個32位單元來表示size0，如果與大小無關，則可以是0。 #address-cells（地址單元）指示用多少個32位單元來表示address0 。

可尋址設備繼承它們父節點的#size-cells和#address-cells，其指定的#size-cells和#address-cells影響子設備。

SPI和I2C尋址

SPI和I2C設備都屬于非內存映射設備，因為它們的地址對CPU不可訪問。而總線控制器驅動程序將代表CPU執行間接訪問。每個I2C/SPI設備都表示為在I2C/SPI總線節點上的子節點。對于非存儲映射的設備，#size-cells表示為0，尋址元組中的size元素為空。這意味著這種設備的reg屬性總是只有一個單元：

&i2c3{...temperature-sensor@49{...reg=<0x49>;...};pcf8523:rtc@68{...reg = <0x68>;...};...
};&ecspi{...cs-gpios = <&gpio4 17 0>,<&gpio5 17 0>,<&gpio6 17 0>;...ad7606r8_0:ad7606r8@1{...reg = <1>;...};...
};

reg屬性只是一個保存地址值的單元格，I2C設備的reg屬性用于指定總線上設備的地址。對于SPI，reg表示從控制器節點 所具有的芯片選擇列表中 分配給設備的芯片選擇線的索引。例如對于ad7606r8 ADC，芯片選擇索引是1，對應于cs-gpios中的<&gpio5 17 0>，cs-gpios是控制器節點的芯片選擇列表。

平臺設備尋址

下面介紹的內存映射設備，其內存可由CPU訪問。在這里，reg屬性仍然定義設備的地址，這是可以訪問設備的內存區域列表。每個區域用單元格元組表示，其中第一個單元格是內存區域的基地址，第二個單元格是該區域的大小。每個元組代表設備使用的地址范圍。

這種設備應該在具有特殊值compatible= "simple-bus"的節點內聲明，這意味著簡單的內存映射總線，沒有特定的處理和驅動程序：

soc{#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;compatible = "simple-bus";aips-bus@02000000{...#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;reg = <0x02000000 0x100000>;...spba-bus@02000000{...#address-cells = <1>；#size-cells = <1>;reg = <0x02000000 0x400000>;...ecspi:ecspi@02008000{...#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;reg = <0x02008000 0x400>;...};...};...};...
};

父結點compatible= “simple-bus”，其在節點將被注冊為平臺設備。設置#size-cells=<0>也能夠看到SPI總線控制器怎樣改變其子節點的尋址方式的。從內核設備樹文檔可以查找所有 綁定信息：Document/devicetree/binding/。

3 處理資源

當驅動程序期望某種類型的資源列表時，由于編寫開發板設備樹的人通常不是寫驅動程序的人，因此不能保證該列表是以驅動程序期望的方式排序。例如，驅動程序可能期望其設備節點具有2條IRQ線路，一條用于索引0處的Tx事件，另一條用于索引1處的Rx。如果這種順序得不到滿足，驅動就會發生異常行為。為了避免這種不匹配，引入了命名資源的概念，它由定義資源列表和命名組成，因此無論索引什么，給定的名稱總將與資源相匹配。
命名資源的相關屬性如下：

• reg-names：reg屬性中的內存區域列表
• clock-names：clocks屬性中命名clocks
• interrupt-names：為interrupts屬性中的每個中斷指定一個名稱
• dma-names：用于dma屬性

例如：

fake_device{...reg=<0x4a06400 0x800>,<0x4a064800 0x200>,<0x4a064c00 0x200>;reg-name="config","ohci","ehci";interrupters=<0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>,<0 67 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;interrupter-names="ohci","ehci";clocks=<&clks IMAX6QDL_CLK_UART_IPG>,<&clks IMAX6QDL_CLK_UART_SERTAL>;clock-names="ipg","per";dmas=<&sdma 25 4 0>,<&sdma 26 4 0>;dma-names="rx","tx";
};	

驅動程序中提取每個命名資源代碼如下所示：

struct resource *res1,*res2;
res1 = platform_get_resource_byname(pdev,IORESOURCE_MEM,"ohci");
res2 = platform_get_resource_byname(pdev,IORESOURCE_MEM,"config");struct dma_chan *dma_chan_rx,*dma_chan_tx;
dma_chan_rx=dma_request_slave_channel(&pdev->dev,"rx");
dma_chan_tx=dma_request_slave_channel(&pdev->dev,"tx");int txirq,rxirq;
txirq = platform_get_irq_byname(pdev,"ohci");
rxirq = platform_get_irq_byname(pdev,"ehci");struct *clk_ipg,*clk_per;
clk_ipg = devm_clk_get(&pdev->dev,"ipg");
clk_per = devm_clk_get(&pdev->dev,"per");

這樣，就可以確保把正確的名字映射到正確的資源上，而不用再使用索引了。

提取特定應用數據

特定應用數據時公共屬性之外的數據（既不是資源，也不是IO、調度器等），可以分配給設備的任意屬性和子節點，這樣的屬性名稱通常以制造商代碼作前綴。它們可以是任何字符串、布爾值或整型值。

文本字符串

下面是一個string屬性：

string-property = "a string";

驅動程序使用of_property_read_string()讀取字符串值，其原型定義如下：

int of_property_read_string(const struct device_node *np,const char *propname,const char **out_string);

以下代碼說明如何使用它：

const char *my_string = NULL;
of_property_read_string(pdev->dev.of_node,"string-property",&my_string);

單元格和無符號的32位整數

下面是unsigned int屬性：

one-int-property=<197>;
int-list-property = <1350000 0x54dae47 1250000 1200000>;

應該使用of_property_read_u32()讀取單元格值。其原型定義如下：

int of_property_read_u32(const struct device_node *np,const char *propname,u32 *out_value);

驅動中使用：

unsigned int number;
of_property_read_u32(pdev->dev.of_node,"one-cell-property",&number);

可以使用of_property_read_u32_array()讀取單元格列表，其原型如下：

int of_property_read_u32_array(const struct device_node *np,const char *propname,u32 *out_values, size_t sz);

sz是要讀取數組元素的數量。比如：

unsigned int cells_array[4];
of_property_read_u32_array(pdev->dev.of_node,"int-list-property",cells_array,4);

布爾

使用of_property_read_bool()讀取布爾屬性。屬性的名稱在函數的第二個參數中給出：

bool my_bool = of_property_read_bool(pdev->dev.of_node,"bool-property");
if(my_bool)
{/* 布爾值為真 */
}
else{/* 布爾值為假 */
}

提取并分析子節點

使用for_each_child_of_node()遍歷指定節點的子節點：

struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
struct device_node *sub_np;
for_each_child_of_node(np,sub_np)
{...
}

4 平臺驅動程序與DT

平臺驅動程序也使用DT，也就是說，這是現在推薦的處理平臺設備的方法，不在需要使用開發板文件，甚至不需要在設備的屬性更改時重新編譯內核。

OF匹配風格

OF匹配風格是平臺核心執行的第一種匹配機制，以匹配設備及其驅動程序。它使用設備樹的compatible屬性來匹配of_match_table中的設備項，設備項是struct driver子結構的一個字段。每個設備節點都有compatible屬性，它是字符串或字符串列表。任何驅動程序只要聲明compatible屬性中列出的字符串之一，就將觸發匹配，并看到probe函數執行。

DT匹配項在內核中被描述為struct of_device_id結構的實例，該結構定義在liunx/mod_devicetable.h中，如下所示：

struct of_device_id{...char compatible[128];const void *data;
};

• compatible：這是用來匹配DT設備節點兼容屬性的字符串字符串，它們必須完全相同才可以匹配
• data：這可以指向任何結構，這個結構可以用作每個設備類型的配置數據。

of_match_table是指針，可以傳遞struct of_device_id數組，使驅動程序兼容多個設備：

static const struct of_device_id imx_uart_dt_ids[] = {{ .compatible = "fsl,imx6q-uart",},{ .compatible = "fsl,imx1-uart",},{ .compatible = "fsl,imx21-uart",},....
};

填充了of_device_id 數組，就必須把它傳遞到平臺驅動程序的of_match_table字段：

static struct platform_driver serial_imx_driver = {....driver = {.name = "imax-uart",.of_match_table = imx_uart_dt_ids,...};
};

這一步，只有驅動程序知道of_device_id數組，要使內核也或得通知（這樣可以把of_device_id 數組存儲到平臺內核維護的設備列表中），該數組必須用MODULE_DEVICE_TABLE（設備類型，設備表）注冊：

MODULE_DEVICE_TABLE(of,imx_uart_dt_ids);

這樣，驅動程序就兼容DT，接下來聲明與驅動程序兼容的設備：

uart1:serial@02020000{compatible = "fsl,imx6q-uart","fls,imx21-uart";reg = <0x02020000 0x4000>;...
};

這里提供了兩個兼容的字符串，如果第一個與任何驅動程序都不匹配，則平臺核心將執行第二個匹配。
當發生匹配時，將以struct platform_device 結構作為參數調用驅動程序的probe函數。

處理非設備樹平臺

使用CONFIG_OF選項在內核中啟用DT支持。如果內核沒有啟用DT支持，則可能會希望避免使用DT API。其實現的方法是檢查CONFIG_OF是否設置。過去常常這樣做：

#ifdef CONFIG_OFstatic const struct of_device_id imx_uart_dt_ids[] = {{ .compatible = "fsl,imx6q-uart",},{ .compatible = "fsl,imx1-uart",},{ .compatible = "fsl,imx21-uart",},....};....
#endif

這不是唯一的選擇，還可以使用of_match_ptr宏，當OF被禁用時它簡單地返回NULL，查看源代碼，在include/linux/of.h里面。

#ifdef CONFIG_OF
...
#define of_match_ptr(_ptr)	(_ptr)
...
#else /* CONFIG_OF */
...
#define of_match_ptr(_ptr)	NULL
...
#endif /* CONFIG_OF */

平臺數據與DT

如果驅動程序需要平臺數據，則應該檢查dev.platfrom_data指針。非空值表示驅動程序已經在開發板配置文件中以舊的方法實例化，并且DT不會處理它。對于從DT實例化的驅動程序，dev.platform_data將為NULL，平臺設備將在DT項上獲得一個指針，該指針對應于dev.of_node指針中的設備，可以從該指針中提取資源并使用OF API分析和提取應用數據