设备树是是Linux中一种用于描述硬件配置的数据结构，它在系统启动时提供给内核，以便内核能够识别和配置硬件资源。设备树在嵌入式Linux系统中尤其重要，因为这些系统通常不具备标准的硬件配置，需要根据实际的硬件配置来动态配置内核。在Linux中，设备树源文件的扩展名为.dts，其二进制编码文件为.dtb，将.dts编译成.dtb需要使用DTC工具，位于Linux内核的scripts/dtc文件夹下
基于 ARM 架构的 SOC 有很多种，一种 SOC 又可以制作出很多款板子，每个板子都有一个对应的 DTS 文件，那么如何确定编译哪一个 DTS 文件呢？我们就以 I.MX6ULL 这款芯片对应的板子为例来看一下，打开 arch/arm/boot/dts/Makefile
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dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6UL) += \
imx6ul-14x14-ddr3-arm2.dtb \
imx6ul-14x14-ddr3-arm2-emmc.dtb \
....
dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL) += \
imx6ull-14x14-ddr3-arm2-emmc.dtb \
imx6ull-14x14-ddr3-arm2-flexcan2.dtb \
imx6ull-14x14-ddr3-arm2-gpmi-weim.dtb \
imx6ull-14x14-ddr3-arm2-wm8958.dtb \
imx6ull-14x14-evk.dtb \
imx6ull-14x14-evk-btwifi.dtb \
imx6ull-14x14-evk-emmc.dtb \
imx6ull-14x14-evk-gpmi-weim.dtb \
当选中 I.MX6ULL 这个 SOC 以后(CONFIG_SOC_IMX6ULL=y)，所有使用到IMX6ULL 这个 SOC 的板子对应的.dts 文件都会被编译为.dtb。如果使用了这一款SOC搓了一块板子，那么我们只需要新建一个该板子对应的.dts，然后将对应的.dtb文件名添加到dtb-$(CONFIG_SOC_IMX6ULL)下，这样在使用make编译设备树的时候就会将对应的.dts编译为二进制的.dtb
一般dtb文件会和根文件目录以及uboot一同烧录进启动存储设备中。（待补充）
如何编写DTS
虽然我们基本上不会从头到尾重写一个.dts 文件，大多时候是直接在 SOC 厂商提供的.dts文件上进行修改。但是我们肯定需要修改.dts文件，因此DTS 文件语法我们还是要学习一遍
.dtsi头文件
和 C 语言一样，设备树也支持头文件，设备树的头文件扩展名为.dtsi。一般.dtsi 文件用于描述 SOC 的内部外设信息，比如 CPU 架构、主频、外设寄存器地址范围，比如 UART、IIC 等等。设备树是采用树形结构来描述板子上的设备信息的文件，每个设备都是一个节点，叫做设备节点，每个节点都通过一些属性信息来描述节点信息，属性就是键—值对。比如我们使用的正点原子imx6ull使用的设备树是imx6ull-alientek-emmc.dts，而imx6ull-alientek-emmc.dts里又include了imx6ull.dtsi，以下是从imx6ull.dtsi 文件中缩减出来的设备树文件内容：
/ {
aliases {
can0 = &flexcan1;
};
cpus {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
cpu0: cpu@0 {
compatible = "arm,cortex-a7";
device_type = "cpu";
reg = <0>;
};
};
intc: interrupt-controller@00a01000 {
compatible = "arm,cortex-a7-gic";
#interrupt-cells = <3>;
interrupt-controller;
reg = <0x00a01000 0x1000>,
<0x00a02000 0x100>;
};
}
第 1 行，“/”是根节点，每个设备树文件只有一个根节点。如果有多个dts或dsti，那么这几个设备树文件的根节点会合并为一个根节点。aliases、cpus 和 intc 是三个子节点。
在设备树中节点命名格式为：label:node-name@unit-address，其中“label”是节点标签，主要是方便访问，“node-name”是节点名字，为 ASCII 字符串，“unit-address”一般表示设备的地址或寄存器首地址，如果没有则可以省去，nodename和unit-addr共同构成了节点名字。intc: interrupt-controller@00a01000就是这种命名格式，而label的存在使得使用&cpu0就可以访问cpu@0这个节点
每个节点都有不同属性，不同的属性又有不同的内容，属性都是键值对，值可以为空或任意的字节流。设备树源码中有如下几种数据形式：
1.字符串
compatible = “arm,cortex-a7”;
2.32位无符号整数，可以是一组值也可以是单个值
reg = <0 0x123456 100>;
3.字符串列表，使用‘，’分隔字符串
compatible = “fsl,imx6ull-gpmi-nand”, “fsl, imx6ul-gpmi-nand”;
标准属性
节点是由一堆的属性组成，节点都是具体的设备，不同的设备需要的属性不同，用户可以自定义属性。除了用户自定义属性，有很多属性是标准属性，Linux 下的很多外设驱动都会使用这些标准属性
1. compatible 属性
compatible 属性也叫做“兼容性”属性，compatible 属性的值是一个字符串列表，这个属性的作用是告诉内核，当前的设备节点应该由哪个驱动来处理。内核会根据compatible属性中列出的字符串，去查找与之匹配的驱动程序。如果找到了匹配的驱动，内核就会尝试加载并初始化该驱动，以便操作相应的硬件设备，其格式如下：
compatible = “manufacturer,model”
其中 manufacturer 表示厂商，一般是芯片制造厂商，model 一般是模块对应的驱动名字，比如 imx6ull-alientek-emmc.dts 中 sound 节点是 I.MX6U-ALPHA 开发板的音频设备节点，I.MX6U-ALPHA 开发板上的音频芯片采用的欧胜出品的 WM8960，sound 节点的 compatible 属性值如下：
compatible = “fsl,imx6ul-evk-wm8960”,“fsl,imx-audio-wm8960”;
其中fsl表示厂商是飞思卡尔，“imx6ul-evk-wm8960”是驱动模块的名字，这个属性会遍历字符串列表中符合的驱动程序名称，然后再Linux内核中查找该驱动程序，如果第一个没有则第二个，第二个没有则第三个，直到找到位置。
在内核中，驱动程序通常会提供一个匹配表，这个表中列出了该驱动支持的所有compatible字符串。当内核解析设备树时，它会检查每个设备节点的compatible属性，并与驱动程序的匹配表进行对比，以确定是否应该由该驱动程序来处理该设备节点，比如在文件 imx-wm8960.c 中有如下内容
// 从632行开始
static const struct of_device_id imx_wm8960_dt_ids[] = {
{ .compatible = "fsl,imx-audio-wm8960", },
{ /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, imx_wm8960_dt_ids);
static struct platform_driver imx_wm8960_driver = {
.driver = {
.name = "imx-wm8960",
.pm = &snd_soc_pm_ops,
.of_match_table = imx_wm8960_dt_ids,
},
.probe = imx_wm8960_probe,
.remove = imx_wm8960_remove,
};
imx_wm8960_dt_idss 就是 imx-wm8960.c 这个驱动文件的匹配表，此匹配表只有一个匹配值“fsl,imx-audio-wm8960”，可以和imx6ull-alientek的dts中sound节点中的compatible 属性的字符串相匹配，那么这个节点就会使用此驱动文件。
2. model属性
model 属性值也是一个字符串，一般 model 属性描述设备模块信息，比如名字什么的，比
如：
model = “wm8960-audio”;
3.status 属性
status 属性看名字就知道是和设备状态有关的，status 属性值也是字符串，字符串是设备的状态信息，可选的状态如表：
| 值 | 描述 |
|---|---|
| “okay” | 表明设备是可操作的。 |
| “disabled” | 表明设备当前是不可操作的，但是在未来可以变为可操作的，比如热插拔设备插入以后。至于 disabled 的具体含义还要看设备的绑定文档。 |
| “fail” | 表明设备不可操作，设备检测到了一系列的错误，而且设备也不大可能变得可操作。 |
| “fail-sss” | 含义和“fail”相同，后面的 sss 部分是检测到的错误内容 |
4.#address-cells 和#size-cells 属性
这两个属性的值都是无符号 32 位整形，#address-cells 和#size-cells 这两个属性可以用在任何拥有子节点的设备中，用于描述子节点的地址信息。#address-cells 属性值决定了子节点 reg 属性中地址信息所占用的字长(32 位)，#size-cells 属性值决定了子节点 reg 属性中长度信息所占的字长(32 位)。#address-cells 和#size-cells 表明了子节点应该如何编写 reg 属性值，一般 reg 属性都是和地址有关的内容，格式如下：
reg = <address1 length1 address2 length2 address3 length3……>
每个“address length”组合表示一个子节点设备或其寄存器的地址范围，其中 address 是起始地址，length 是地址长度，addressx表示第x个设备的起始地址，lengthx表示第x个设备的长度，当#address-cells=<1>的时候表示reg中的每一个address的长度是1字长，同样，#size-cells=<1>表示每个length的长度是1字长。
这部分看不懂没关系，后面会有详解
5.reg 属性
reg 属性的值一般是(address，length)对。reg 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
6.ranges属性
ranges 是一个地址映射/转换表，ranges 属性每个项目由子地址、父地址和地址空间长度
这三部分组成，目的是将：
- child-bus-address：子总线地址空间的物理地址，由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。
- parent-bus-address：父总线地址空间的物理地址，同样由父节点的#address-cells 确定此物理地址所占用的字长。
- length：子地址空间的长度，由父节点的#size-cells 确定此地址长度所占用的字长
如果 ranges 属性值为空值，说明子地址空间和父地址空间完全相同，不需要进行地址转换。以ranges = <0x0 0xe0000000 0x00100000>;为例，此属性值指定了一个 1024KB(0x00100000)的地址范围子，地址空间的物理起始地址为 0x0，父地址空间的物理起始地址为 0xe0000000，range会将子空间映射到父空间中，这样，我们在写程序的时候就直接以0x0为起点进行编程就好，地址映射会自动映射到父空间的对应位置
特殊属性
chosen属性
aliases属性
设备树的工作方式
在DTS文件中，每个节点都有 compatible 属性，但根节点 compatible 属性值得拿出来单独说一下，通过根节点的 compatible 属性可以知道我们所使用的设备，一般第一个值描述了所使用的硬件设备名字，第二个值描述了设备所使用的 SOC。我们一般会将设备树和uboot一起烧录到启动设备中，uboot在引导Linux内核启动时，会将设备树dtb文件的首地址传给Linux内核，Linux内核检查设备树的根节点compatible 就可以获知当前设备的信息
以IMX6ULL设备为例子，其设备树arch/arm/mach-imx/mach-imx6ul.c的根节点信息如下：
/ {
model = "Freescale i.MX6 ULL 14x14 EVK Board";
compatible = "fsl,imx6ull-14x14-evk", "fsl,imx6ull";
Linux内核中存储着其支持的板子和芯片的信息，Linux内核都用MACHINE_START和MACHINE_END来定义一个machine_desc 结构体来描述这个设备，Linux内核会获取设备树文件dtb的根节点compatible 属性，然后遍历它支持的machine_desc 结构体，用于确认自己是否支持当前设备。该结构体位于arch/arm/include/asm/mach/arch.h，源码如下
#define DT_MACHINE_START(_name, _namestr) \
static const struct machine_desc __mach_desc_##_name \
__used \
__attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = { \
.nr = ~0, \
.name = _namestr,
#endif
可以看到，要实现该架构体需要两个参数：以IMX6ULL设备为例子，这个设备的machine_desc 结构体实现位于文件 arch/arm/mach-imx/mach-imx6ul.c中
static const char *imx6ul_dt_compat[] __initconst = {
"fsl,imx6ul",
"fsl,imx6ull",
NULL,
};
DT_MACHINE_START(IMX6UL, "Freescale i.MX6 Ultralite (Device Tree)")
.map_io = imx6ul_map_io,
.init_irq = imx6ul_init_irq,
.init_machine = imx6ul_init_machine,
.init_late = imx6ul_init_late,
.dt_compat = imx6ul_dt_compat,
MACHINE_END
machine_desc 结构体中有个.dt_compat 成员变量，此成员变量保存着本设备兼容属性。只要某个设备(板子)根节点“/”的 compatible 属性值与imx6ul_dt_compat 表中的任何一个值相等，那么就表示 Linux 内核支持此设备。而mach-imx6ul.c的根节点的compatible属性中的"fsl,imx6ull"显然与之匹配，那么Linux就可以确认该设备树dtb是自己支持的，从而将设备树加载进来。
Linux内核设备树与machine_desc匹配详解
挖个坑，后面补
