星跃 | Astral Leap
知识笔记
通用📖 学习中

设备树基础 ​

设备树（Device Tree，简称 DT）是一种描述硬件配置的数据结构，用于将硬件信息从内核驱动中分离出来，让同一份内核代码可以适配不同的硬件板卡。

为什么需要设备树 ​

在设备树出现之前，Linux 内核里硬编码了大量板级信息（寄存器地址、GPIO 分配、中断号等）。每出一块新板子就要改内核代码，导致内核里充斥着各种板级文件。

设备树的核心思想：把硬件描述从内核代码中剥离出来，用一个独立的数据结构描述硬件，内核启动时读取这个结构来识别和初始化硬件。

传统方式:  内核源码 + board-file.c（硬编码） → 编译出针对特定板子的内核
设备树:    内核源码 + xxx.dts（文本描述） → 内核 + dtb（二进制） → 通用内核适配多板子

设备树文件类型 ​

类型扩展名说明
DTS.dts设备树源文件，人类可读，描述具体板级硬件
DTSI.dtsi设备树包含文件，描述通用 SoC 配置，可被 dts 引用
DTB.dtb设备树二进制文件，DTS 编译后的产物，内核启动时加载
DTC—设备树编译器，将 DTS 编译为 DTB

编译与反编译 ​

编译 DTS → DTBbash
dtc -I dts -O dtb -o board.dtb board.dts
反编译 DTB → DTSbash
dtc -I dtb -O dts -o board.dts board.dtb
内核中编译bash
make dtbs    # 编译所有设备树

基本语法 ​

节点结构 ​

设备树是一个树状结构，每个节点用 node-name@unit-address 表示：

dts
/ {
    node1 {
        property1 = <value>;
        property2 = "string";

        child-node@0 {
            compatible = "vendor,device";
            reg = <0x0 0x100>;
        };
    };
};

节点命名规则 ​

  • 格式：node-name@unit-address
  • node-name：用小写字母、数字、-，描述设备类型
  • unit-address：设备地址（通常是寄存器基地址），同类型设备用它区分
  • 根节点：/

常见属性 ​

属性说明示例
compatible兼容性字符串，用于匹配驱动"rockchip,rk3566-i2c"
reg寄存器地址范围<0xff650000 0x1000>
status设备状态"okay" / "disabled"
interrupts中断号<GIC_SPI 12 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>
clocks时钟<&cru CLK_I2C1>
pinctrl引脚复用<&i2c1m0_xfer>
#address-cells子节点 reg 中地址所占的 cell 数<2>
#size-cells子节点 reg 中大小所占的 cell 数<2>

常用节点示例 ​

I2C 节点 ​

dts
&i2c1 {
    status = "okay";
    clock-frequency = <400000>;

    sensor@1a {
        compatible = "sony,imx477";
        reg = <0x1a>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&sensor_pins>;

        reset-gpios = <&gpio0 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        pwdn-gpios = <&gpio0 RK_PA1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    };
};

UART 节点 ​

dts
&uart2 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&uart2m0_xfer>;
};

GPIO 按键 ​

dts
gpio_keys {
    compatible = "gpio-keys";
    pinctrl-names = "default";

    key_power {
        label = "power";
        gpios = <&gpio0 RK_PC0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        linux,code = <KEY_POWER>;
        debounce-interval = <100>;
    };
};

label 与 & 引用 ​

在 dtsi 中定义节点（带 label），在 dts 中用 &label 引用并追加或修改属性：

rk3566.dtsi（SoC 通用定义）dts
i2c1: i2c@ff650000 {
    compatible = "rockchip,rk3566-i2c";
    reg = <0x0 0xff650000 0x0 0x1000>;
    interrupts = <GIC_SPI 12 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    clocks = <&cru CLK_I2C1>;
    status = "disabled";  // 默认禁用
};
board.dts（板级修改）dts
&i2c1 {
    status = "okay";     // 启用
    clock-frequency = <400000>;
    // 添加子设备...
};

状态属性值 ​

值说明
okay设备正常可用
disabled设备禁用
fail设备检测失败
fail-sss检测失败，sss 是错误原因

设备树与驱动匹配 ​

驱动通过 compatible 属性匹配设备树节点：

驱动侧c
static const struct of_device_id my_of_match[] = {
    { .compatible = "vendor,my-device" },
    { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_of_match);
设备树侧dts
my-device@10000000 {
    compatible = "vendor,my-device";
    reg = <0x10000000 0x1000>;
    status = "okay";
};

两者的 compatible 字符串一致时，驱动的 probe 函数就会被调用。

运行时查看设备树 ​

查看设备树节点bash
ls /sys/firmware/devicetree/base/

# 查看某个属性
cat /sys/firmware/devicetree/base/i2c@ff650000/status
查看设备树解析后的平台设备bash
ls /sys/bus/platform/devices/

调试技巧 ​

  1. 检查节点是否存在：/sys/firmware/devicetree/base/ 下有没有对应节点
  2. 检查 status：确认节点 status 是 okay
  3. 检查驱动 probe：dmesg | grep driver-name 看 probe 是否成功
  4. 检查 compatible：确保设备树和驱动的 compatible 完全一致
  5. 反编译 dtb 验证：dtc -I dtb -O dts /boot/board.dtb 看实际编译结果

常见坑 ​

  1. 地址漏了 0x 前缀：不加 0x 会被当成十进制
  2. reg 长度不匹配：#address-cells 和 #size-cells 决定了 reg 有几个数
  3. GPIO 极性搞反：GPIO_ACTIVE_HIGH vs GPIO_ACTIVE_LOW
  4. pinctrl 没配：外设引脚没配置成对应功能，外设无法工作
  5. status 忘改 okay：dtsi 里默认 disabled，dts 里忘记启用

相关知识 ​

相关实验 ​

相关 Debug ​