概念
Linux内核从3.x开始引入设备树的概念，用于实现驱动代码与设备信息相分离。在设备树出现之前，全部关于设备的具体信息都要写在驱动里，一旦外围设备变化，驱动代码就要重写。引入了设备树以后，驱动代码只负责处理驱动的逻辑，而关于设备的具体信息存放到设备树文件中，这样，若是只是硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化，驱动开发者只须要修改设备树文件信息，不须要改写驱动代码。好比在ARM Linux内，一个.dts(device tree source)文件对应一个ARM的machine，通常放置在内核的"arch/arm/boot/dts/"目录内，好比exynos4412参考板的板级设备树文件就是"arch/arm/boot/dts/exynos4412-origen.dts"。这个文件能够经过$make dtbs命令编译成二进制的.dtb文件供内核驱动使用。node
基于一样的软件分层设计的思想，因为一个SoC可能对应多个machine，若是每一个machine的设备树都写成一个彻底独立的.dts文件，那么势必至关一些.dts文件有重复的部分，为了解决这个问题，Linux设备树目录把一个SoC公用的部分或者多个machine共同的部分提炼为相应的.dtsi文件。这样每一个.dts就只有本身差别的部分，公有的部分只须要"include"相应的.dtsi文件, 这样就是整个设备树的管理更加有序。我这里用`Linux4.8.5源码自带的dm9000网卡为例来分析设备树的使用和移植。这个网卡的设备树节点信息在"Documentation/devicetree/bindings/net/davicom-dm9000.txt"有详细说明，其网卡驱动源码是"drivers/net/ethernet/davicom/dm9000.c"。linux
设备树框架
设备树用树状结构描述设备信息，它有如下几种特性程序员
- 每一个设备树文件都有一个根节点，每一个设备都是一个节点。
- 节点间能够嵌套，造成父子关系，这样就能够方便的描述设备间的关系。
- 每一个设备的属性都用一组key-value对(键值对)来描述。
- 每一个属性的描述用
;结束
因此，一个设备树的基本框架能够写成下面这个样子，通常来讲，/表示板子，它的子节点node1表示SoC上的某个控制器，控制器中的子节点node2表示挂接在这个控制器上的设备(们)。数组
/{ //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
理论个节点名只要是长度不超过31个字符的ASCII字符串便可，此外
Linux内核还约定设备名应写成形如<name>[@<unit_address>]的形式，其中name就是设备名，最长能够是31个字符长度。unit_address通常是设备地址，用来惟一标识一个节点，下面就是典型节点名的写法markdown
上面的节点名是firmware，节点路径是/firmware@0203f000,这点要注意，由于根据节点名查找节点的API的参数是不能有"@xxx"这部分的。框架
Linux中的设备树还包括几个特殊的节点，好比chosen，chosen节点不描述一个真实设备，而是用于firmware传递一些数据给OS，好比bootloader传递内核启动参数给内核dom
引用
当咱们找一个节点的时候，咱们必须书写完整的节点路径，这样当一个节点嵌套比较深的时候就不是很方便，因此，设备树容许咱们用下面的形式为节点标注引用(起别名)，借以省去冗长的路径。这样就能够实现相似函数调用的效果。编译设备树的时候，相同的节点的不一样属性信息都会被合并，相同节点的相同的属性会被重写，使用引用能够避免移植者四处找节点，直接在板级.dts增改便可。
socket
下面的例子中就是直接引用了dtsi中的一个节点，并向其中添加/修改新的属性信息
函数
KEY
在设备树中，键值对是描述属性的方式，好比，Linux驱动中能够经过设备节点中的"compatible"这个属性查找设备节点。
Linux设备树语法中定义了一些具备规范意义的属性，包括：compatible, address, interrupt等，这些信息可以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，这些属性通常不能被内核自动解析生成相应的设备信息，可是内核已经编写的相应的解析提取函数，常见的有 "mac_addr"，"gpio"，"clock"，"power"。"regulator" 等等。
compatible
设备节点中对应的节点信息已经被内核构形成struct platform_device。驱动能够经过相应的函数从中提取信息。compatible属性是用来查找节点的方法之一，另外还能够经过节点名或节点路径查找指定节点。dm9000驱动中就是使用下面这个函数经过设备节点中的"compatible"属性提取相应的信息，因此两者的字符串须要严格匹配。
在下面的这个dm9000的例子中，咱们在相应的板级dts中找到了这样的代码块：
而后咱们取内核源码中找到dm9000的网卡驱动，从中能够发现这个驱动是使用的设备树描述的设备信息(这不废话么，显然用设备树好处多多)。咱们能够找到它用来描述设备信息的结构体，能够看出，驱动中用于匹配的结构使用的compatible和设备树中如出一辙，不然就可能没法匹配，这里另外的一点是struct of_device_id数组的最后一个成员必定是空，由于相关的操做API会读取这个数组直到遇到一个空。
address
(几乎)全部的设备都须要与CPU的IO口相连，因此其IO端口信息就须要在设备节点节点中说明。经常使用的属性有
- #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。
有了这两个属性，子节点中的"reg"就能够描述一块连续的地址区域。下例中，父节点中指定了#address-cells = <2>;#size-cells = <1>，则子节点dev-bootscs0中的reg中的前两个数表示一个地址,即MBUS_ID(0xf0, 0x01)和0x1045C，最后一个数的表示地址跨度，便是0x4
interrupts
一个计算机系统中大量设备都是经过中断请求CPU服务的，因此设备节点中就须要在指定中断号。经常使用的属性有
- 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须要几个单位作中断描述符,用来描述子节点中"interrupts"属性使用了父节点中的interrupts属性的具体的哪一个值。通常，若是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>,若是父节点的该属性是2，则是<中断 触发方式>
- interrupt-parent,标识此设备节点属于哪个中断控制器，若是没有设置这个属性，会自动依附父节点的
- interrupts,一个中断标识符列表，表示每个中断输出信号
设备树中中断的部分涉及的部分比较多，interrupt-controller表示这个节点是一个中断控制器，须要注意的是，一个SoC中可能有不止一个中断控制器，这就会涉及到设备树中断组织的不少概念，下面是在文件"arch/arm/boot/dts/exynos4.dtsi"中对exynos4412的中断控制器(GIC)节点描述：
要说interrupt-parent，就得首先讲讲Linux设备管理中对中断的设计思路演变。随着linux kernel的发展，在内核中将interrupt controller抽象成irqchip这个概念愈来愈流行，甚至GPIO controller也能够被看出一个interrupt controller chip，这样，系统中至少有两个中断控制器了，另外，在硬件上，随着系统复杂度加大，外设中断数据增长，实际上系统能够须要多个中断控制器进行级联，造成事实上的硬件中断处理结构：
在这种趋势下，内核中本来的中断源直接到中断号的方式已经很难继续发展了，为了解决这些问题，linux kernel的大牛们就创造了irq domain(中断域)这个概念。domain在内核中有不少，除了irqdomain，还有power domain，clock domain等等，所谓domain，就是领域，范围的意思，也就是说，任何的定义出了这个范围就没有意义了。如上所述，系统中全部的interrupt controller会造成树状结构，对于每一个interrupt controller均可以链接若干个外设的中断请求（interrupt source，中断源），interrupt controller会对链接其上的interrupt source（根据其在Interrupt controller中物理特性）进行编号（也就是HW interrupt ID了）。有了irq domain这个概念以后，这个编号仅仅限制在本interrupt controller范围内，有了这样的设计，CPU(Linux 内核)就能够根据级联的规则一级一级的找到想要访问的中断。固然，一般咱们关心的只是内核中的中断号，具体这个中断号是怎么找到相应的中断源的，咱们做为程序员每每不须要关心，除了在写设备树的时候，设备树就是要描述嵌入式软件开发中涉及的全部硬件信息，因此，设备树就须要准确的描述硬件上处理中断的这种树状结构，如此，就有了咱们的interrupt-parant这样的概念：用来链接这样的树状结构的上下级，用于表示这个中断归属于哪一个interrupt controller，好比，一个接在GPIO上的按键，它的组织形式就是：
中断源--interrupt parent-->GPIO--interrupt parent-->GIC1--interrupt parent-->GIC2--...-->CPU
有了parant，咱们就可使用一级一级的偏移量来最终得到当前中断的绝对编号，这里，能够看出，在我板子上的dm9000的的设备节点中，它的"interrupt-parent"引用了"exynos4x12-pinctrl.dtsi"（被板级设备树的exynos4412.dtsi包含）中的gpx0节点：
而在gpx0节点中，指定了"#interrupt-cells = <2>;"，因此在dm9000中的属性"interrupts = <6 4>;"表示dm9000的的中断在做为irq parant的gpx0中的中断偏移量，即gpx0中的属性"interrupts"中的"<0 22 0>"，经过查阅exynos4412的手册知道，对应的中断号是EINT[6]。
gpio
gpio也是最多见的IO口，经常使用的属性有
- "gpio-controller"，用来讲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 工做模式>
GPIO的设置一样采用了上述偏移量的思想，好比下面的这个led的设备书，表示使用GPX2组的第7个引脚：
驱动自定义key
针对具体的设备，有部分属性很难作到通用，须要驱动本身定义好，经过内核的属性提取解析函数进行值的获取，好比dm9000节点中的下面这句就是自定义的节点属性，用以表示配置EEPROM不可用。
VALUE
dts描述一个键的值有多种方式，固然，一个键也能够没有值
字符串信息
32bit无符号整型数组信息
二进制数数组
字符串哈希表
混合形式
上述几种的混合形式
设备树/驱动移植实例
设备树就是为驱动服务的，配置好设备树以后还须要配置相应的驱动才能检测配置是否正确。好比dm9000网卡，就须要首先将示例信息挂接到咱们的板级设备树上，并根据芯片手册和电路原理图将相应的属性进行配置，再配置相应的驱动。须要注意的是，dm9000的地址线通常是接在片选线上的，因此设备树中就应该归属与相应片选线节点，我这里用的exynos4412，接在了bank1，因此是"<0x50000000 0x2 0x50000004 0x2>"
最终的配置结果是：
勾选相应的选项将dm9000的驱动编译进内核。
make menuconfig
[*] Networking support ---> Networking options ---> <*> Packet socket <*>Unix domain sockets [*] TCP/IP networking [*] IP: kernel level autoconfiguration Device Drivers ---> [*] Network device support ---> [*] Ethernet driver support (NEW) ---> <*> DM9000 support File systems ---> [*] Network File Systems (NEW) ---> <*> NFS client support [*] NFS client support for NFS version 3 [*] NFS client support for the NFSv3 ACL protocol extension [*] Root file system on NFS
执行make uImage;make dtbs,tftp下载，成功加载nfs根文件系统并进入系统，表示网卡移植成功