【Linux驱动开发】设备树详解（二）设备树语法详解

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【Linux驱动开发】设备树详解（一）设备树基础介绍
【Linux驱动开发】设备树详解（二）设备树语法详解
【Linux驱动开发】设备树详解（三）设备树Kernel解析

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文章目录

4、设备树语法
- 4.1 数据格式
- 4.2 数据结构
- 4.3 属性介绍
- - 4.3.1 基本属性之compatible、name、unit-address
  - 4.3.2 寻址属性之address-cells、size-cells、reg、range
  - 4.3.3 中断属性之interrupt-controller、interrupt-cells、interrupt-parent、interrupts
  - 4.3.4 其他属性之aliases、chosen

4、设备树语法

dts文件是一种ASCII文本格式的设备树描述，它有以下几种特性：

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

记住上面的几个核心特性，往下看！

4.1 数据格式

/dts-v1/;/ {node1 {a-string-property = "A string";a-string-list-property = "first string", "second string";// hex is implied in byte arrays. no '0x' prefix is requireda-byte-data-property = [01 23 34 56];child-node1 {first-child-property;second-child-property = <1>;a-string-property = "Hello, world";};child-node2 {};};node2 {an-empty-property;a-cell-property = <1 2 3 4>; /* each number (cell) is a uint32 */child-node1 {};};
};

/：表示根节点
node1、node2：表示根节点下的两个子节点
child-node1、child-node2：表示子节点node1下的两个子节点
a-string-property = "A string";：字符串属性，用双引号表示
cell-property = <0xbeef 123 0xabcd1234>;：32bit的无符号整数，用尖括号表示
binary-property = [0x01 0x23 0x45 0x67];：二进制数据用方括号表示
a-string-list-property = "first string", "second string";：用逗号表示字符串列表

4.2 数据结构

DeviceTree的结构非常简单，由两种元素组成：Node(节点)和Property(属性)。

[label:] node-name[@unit-address] {[properties definitions][child nodes]
}

想象一下，一棵大树，每一个树干都认为是一个节点，每一片树叶，想作一个属性！

label：节点的一个标签，可以作为别名
node-name：节点的名称
unit-address：单元地址，也就是控制器的地址
properties：属性名称
definitions：属性的值

4.3 属性介绍

/dts-v1/;/ {compatible = "acme,coyotes-revenge";#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;cpus {cpu@0 {compatible = "arm,cortex-a9";reg = <0>;};cpu@1 {compatible = "arm,cortex-a9";reg = <1>;};};serial@101f0000 {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;compatible = "arm,pl011";reg = <0x101f0000 0x1000 >;};};

4.3.1 基本属性之compatible、name、unit-address

下面几个属性是基本属性

/dts-v1/;：表示一个dts设备树文件
/：表示根节点
compatible = "acme,coyotes-revenge";
- compatible： “兼容性” 属性，这是非常重要的一个属性兼容属性，由该属性值来匹配对应的驱动代码。
- "acme,coyotes-revenge"：该值遵循"manufacturer,model"格式manufacturer表示芯片厂商，model表示驱动名称

compatible是一个字符串列表。列表中的第一个字符串指定节点在表单中表示的确切设备"<manufacturer>,<model>"。

例如，飞思卡尔 MPC8349 片上系统 (SoC) 有一个串行设备，可实现 National Semiconductor ns16550 寄存器接口。因此，MPC8349 串行设备的 compatible 属性应为：compatible = "fsl,mpc8349-uart", "ns16550". 在这种情况下，fsl,mpc8349-uart指定确切的设备，并ns16550声明它与 National Semiconductor 16550 UART 的寄存器级兼容。

cpus：表示一个子节点，该子节点下又有两个子节点，分别为cpu0和cpu1。
cpu@0：遵循<name>[@<unit-address>]格式
- <name>：ascii字符串，表示节点名称
- <unit-address>：单元地址，设备的私有地址，在节点reg属性中描述。

4.3.2 寻址属性之address-cells、size-cells、reg、range

下面几个属性与寻址相关的

#address-cells ：表示reg属性中表示地址字段的单元个数，每个单元32bit，即用多少个32bit单元表示地址信息。
#size-cells：表示reg属性中表示长度字段的单元个数，每个单元32bit，即用多少个32bit单元表示长度信息。
reg：该属性一般用于描述设备地址空间资源信息，一般都是某个外设的寄存器地址范围信息。其式为reg = <address1 length1 [address2 length2] [address3 length3] ... >。每个地址值都是一个或多个 32 位整数的列表，称为单元格。同样，长度值可以是单元格列表，也可以是空的。

以cpu节点为例：

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

其#address-cells=1表示reg属性中描述地址字段，所需32bit的单元个数为1，#size-cells=0表示reg属性中没有表示长度的单元，即reg=<0>

再以serial节点为例：

    serial@101f0000 {#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;compatible = "arm,pl011";reg = <0x101f0000 0x1000 >;};

该设备都被分配一个基址，以及被分配区域的大小

其#address-cells=1表示reg属性中描述地址字段需要1个32bit单元，#size-cells=1表示reg属性中描述长度字段需要2个单元，即reg=<0x101f0000 0x1000>

0x101f0000：表示serial的控制器起始地址
0x1000：表示serial控制器所占用的大小

地址映射部分还要了解一个属性<range>，为什么要引入这个属性呢？

根节点与根节点的直接子节点，都使用了CPU的地址分配空间，但是根节点的非直接子节点，并不会自动实用CPU的地址空间，因此需要手动用<range>属性分配。

如上述的serial节点，属于根节点下的直接子节点，无需手动再次分配地址空间，而下面所述的 external-bus节点，其内部的子节点就需要再次分配！

/dts-v1/;/ {compatible = "acme,coyotes-revenge";#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;...external-bus {#address-cells = <2>;#size-cells = <1>;ranges = <0 0  0x10100000   0x10000     // Chipselect 1, Ethernet1 0  0x10160000   0x10000     // Chipselect 2, i2c controller2 0  0x30000000   0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flashethernet@0,0 {compatible = "smc,smc91c111";reg = <0 0 0x1000>;};i2c@1,0 {compatible = "acme,a1234-i2c-bus";#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;reg = <1 0 0x1000>;rtc@58 {compatible = "maxim,ds1338";reg = <58>;};};flash@2,0 {compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";reg = <2 0 0x4000000>;};};
};

该总线使用了不同的寻址方式，分析一下external-bus节点：

#address-cells = <2>：用两个单元表示地址
#size-cells = <1>：用一个单元表示长度
reg = <0 0 0x1000>：第一个0表示片选号，第二个0表示基于片选的偏移，第三个表示偏移的大小

这种抽象的表示，如何映射到CPU地址区域呢？```属性来帮助！

   ranges = <0 0  0x10100000   0x10000     // Chipselect 1, Ethernet1 0  0x10160000   0x10000     // Chipselect 2, i2c controller2 0  0x30000000   0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash

range：表示了不同设备的地址空间范围，表中的每一项都是一个元组，包含子地址、父地址以及子地址空间中区域的大小，这三个字段。

子地址字段：由子节点的#address-cells决定，如前面的0 0、0 1
父地址字段：由父节点的#address-cells决定，如0x10100000、0x10160000
子地址空间字段：描述子节点的空间大小，由父节点的#size-cells决定，如0x10000、0x10000

经过映射后，总线的地址映射如下：

Offset 0 from chip select 0 is mapped to address range 0x10100000…0x1010ffff

Offset 0 from chip select 1 is mapped to address range 0x10160000…0x1016ffff

Offset 0 from chip select 2 is mapped to address range 0x30000000…0x30ffffff

4.3.3 中断属性之interrupt-controller、interrupt-cells、interrupt-parent、interrupts

/dts-v1/;/ {compatible = "acme,coyotes-revenge";#address-cells = <1>;#size-cells = <1>;interrupt-parent = <&intc>;cpus {#address-cells = <1>;#size-cells = <0>;cpu@0 {compatible = "arm,cortex-a9";reg = <0>;};cpu@1 {compatible = "arm,cortex-a9";reg = <1>;};};serial@101f0000 {compatible = "arm,pl011";reg = <0x101f0000 0x1000 >;interrupts = < 1 0 >;};intc: interrupt-controller@10140000 {compatible = "arm,pl190";reg = <0x10140000 0x1000 >;interrupt-controller;#interrupt-cells = <2>;};
};

如上

interrupt-controller：声明一个节点是接收中断信号的设备，也就是中断控制器
#interrupt-cells：interrupt-controller节点下的一个属性，表明中断标识符用多少个单元表示
interrupt-parent：设备节点中的一个属性，选择哪个中断控制器
interrupts：设备节点的一个属性，中断标识符列表，其单元个数取决于#interrupt-cells

根据设备树，我们了解到：

该机器有一个中断控制器interrupt-controller@10140000
intc标签，为中断控制器的别名，方便引用
#interrupt-cells = <2>;：中断标识符用两个单元格表示
interrupt-parent = <&intc>;：选择中断控制器
interrupts = < 1 0 >;：表示一个中断，第一个值用于表明中断线编号，第二个值表明中断类型，如高电平，低电平，跳变沿等

4.3.4 其他属性之aliases、chosen

    aliases {ethernet0 = &eth0;serial0 = &serial0;};

aliases：正如其名，别名属性，使用方式：property = &label;

    chosen {bootargs = "root=/dev/nfs rw nfsroot=192.168.1.1 console=ttyS0,115200";};

chosen：该属性并不表示一个真实的设备，但是提供一个空间，用于传输固件和Linux之间的数据，像启动参数，