你好，我是拉依达。

这是我的Linux驱动开发八股文详细解析系列。

本系列最开始是我在csdn上更新的文章，目前已经是csdn搜索“linux驱动”综合推荐第一名，累计阅读次数4w次。

全文总字数近8w字，是目前全网最全面，最清晰的入门linux驱动学习资料。

现重新对内容进行整理，希望可以帮助到更多学习嵌入式的同学。

【下面是拉依达推荐学习相关专栏：】
一、Linux驱动学习专栏：拉依达的Linux驱动八股文 - 牛客网
二、Linux应用学习专栏：拉依达的Linux应用八股文 - 牛客网
【我的嵌入式学习和校招经验】 拉依达的嵌入式学习和秋招经验-CSDN博客
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五、设备树

Device Tree是一种描述硬件的数据结构，以便于操作系统的内核可以管理和使用这些硬件，包括CPU或CPU，内存，总线和其他一些外设。

Linux内核从3.x版本之后开始支持使用设备树，可以实现驱动代码与设备的硬件信息相互的隔离，减少了代码中的耦合性

• 引入设备树之前：一些与硬件设备相关的具体信息都要写在驱动代码中，如果外设发生相应的变化，那么驱动代码就需要改动。

• 引入设备树之后：通过设备树对硬件信息的抽象，驱动代码只要负责处理逻辑，而关于设备的具体信息存放到设备树文件中。如果只是硬件接口信息的变化而没有驱动逻辑的变化，开发者只需要修改设备树文件信息，不需要改写驱动代码。

5.1 DTS、DTB和DTC

• DTS
  • 设备树源码文件，硬件的相应信息都会写在.dts为后缀的文件中，每一款硬件可以单独写一份xxxx.dts
• DTSI
  • 对于一些相同的dts配置可以抽象到dtsi文件中，然后可以用include的方式到dts文件中
  • 同一芯片可以做一个dtsi，不同的板子不同的dts，然后include同一dtsi
  • 对于同一个节点的设置情况，dts中的配置会覆盖dtsi中的配置
• DTC
  • dtc是编译dts的工具
• DTB
  • dts经过dtc编译之后会得到dtb文件，设备树的二进制执行文件
  • dtb通过Bootloader引导程序加载到内核。

5.2 设备树框架

1.根节点：\

2.设备节点：nodex

        ①节点名称：node

        ②节点地址：node@0, @后面即为地址

3.属性：属性名称（Property   name)和属性值(Property value)

4.标签

• “/”是根节点，每个设备树文件只有一个根节点。在设备树文件中会发现有的文件下也有“/”根节点，这两个**“/”根节点的内容会合并成一个根节点。**
• Linux 内核启动的时会解析设备树中各个节点的信息，并且在根文件系统的/proc/devicetree 目录下根据节点名字创建不同文件夹

5.3 DTS语法

dtsi头文件

#include <dt-bindings/input/input.h>
#include "imx6ull.dtsi"

设备树也支持头文件，设备树的头文件扩展名为.dtsi。在.dts 设备树文件中，还可以通过“#include”来引用.h、 .dtsi 和.dts 文件。

设备节点

• 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。

  label: node-name@unit-address
  label:节点标签，方便访问节点：通过&label访问节点，追加节点信息
  node-name：节点名字，为字符串，描述节点功能
  unit-address：设备的地址或寄存器首地址，若某个节点没有地址或者寄存器，可以省略
  

• 设备树源码中常用的几种数据形式

  1.字符串:  compatible = "arm,cortex-a7";设置 compatible 属性的值为字符串“arm,cortex-a7”
  2.32位无符号整数：reg = <0>; 设置reg属性的值为0
  3.字符串列表：字符串和字符串之间采用“,”隔开
  compatible = "fsl,imx6ull-gpmi-nand", "fsl, imx6ul-gpmi-nand";
  设置属性 compatible 的值为“fsl,imx6ull-gpmi-nand”和“fsl, imx6ul-gpmi-nand”。
  

属性

• compatible属性（兼容属性） cpp "manufacturer,model" manufacturer：厂商名称 model：模块对应的驱动名字 例： imx6ull-alientekemmc.dts 中 sound 节点是 音频设备节点，采用的欧胜(WOLFSON)出品的 WM8960， sound 节点的 compatible 属性值如下： cpp compatible = "fsl,imx6ul-evk-wm8960","fsl,imx-audio-wm8960"; 属性值有两个，分别为“fsl,imx6ul-evk-wm8960”和“fsl,imx-audio-wm8960”，其中“fsl”表示厂商是飞思卡尔，“imx6ul-evk-wm8960”和“imx-audio-wm8960”表示驱动模块名字。

  sound这个设备首先使用第一个兼容值在 Linux 内核里面查找，看看能不能找到与之匹配的驱动文件，如果没有找到的话就使用第二个兼容值查。

  一般驱动程序文件会有一个 OF 匹配表，此 OF 匹配表保存着一些 compatible 值，如果设备节点的 compatible 属性值和 OF 匹配表中的任何一个值相等，那么就表示设备可以使用这个驱动。

  在根节点来说，Linux 内核会通过根节点的 compoatible 属性查看是否支持此设备，如果支持的话设备就会启动 Linux 内核。如果不支持的话那么这个设备就没法启动 Linux 内核。

• model属性 model 属性值是一个字符串，一般 model 属性描述设备模块信息。

• status属性 status 属性和设备状态有关的， status 属性值是字符串，描述设备的状态信息。

  

• #address-cells 和#size-cells 属性

  用于描述子节点的地址信息,reg属性的address 和 length的字长。

  • #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)。
  • 子节点的地址信息描述来自于父节点的#address-cells 和#size-cells的值，而不是该节点本身的值（当前节点的信息是描述子节点的，自己的信息在父节点里）

  //每个“address length”组合表示一个地址范围，
  //其中 address 是起始地址， length 是地址长度，
  //#address-cells 表明 address 这个数据所占用的字长，
  // #size-cells 表明 length 这个数据所占用的字长.
  reg = <address1 length1 address2 length2 address3 length3……>
  

• reg属性 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, reg 属性的值一般是(address， length)对.

  例

  uart1: serial@02020000 {
      compatible = "fsl,imx6ul-uart",
          "fsl,imx6q-uart", "fsl,imx21-uart";
      reg = <0x02020000 0x4000>;
      interrupts = <GIC_SPI 26 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
      clocks = <&clks IMX6UL_CLK_UART1_IPG>,
          <&clks IMX6UL_CLK_UART1_SERIAL>;
      clock-names = "ipg", "per";
      status = "disabled";
  };
  

  uart1 的父节点 aips1: aips-bus@02000000 设置了#address-cells = <1>、 #sizecells = <1>，因此 reg 属性中 address=0x02020000， length=0x4000。都是字长为1.

• ranges属性

  • ranges属性值可以为空或者按照( child-bus-address , parent-bus-address , length )格式编写的数字

  • 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。

  • 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。

  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
  

• 特殊节点

  在根节点“/”中有两个特殊的子节点： aliases 和 chosen

  1. aliases

     aliases {
         can0 = &flexcan1;
         can1 = &flexcan2;
         ...
         usbphy0 = &usbphy1;
         usbphy1 = &usbphy2;
     };
     

     aliases 节点的主要功能就是定义别名，定义别名的目的就是为了方便访问节点。

     但是，一般会在节点命名的时候会加上 label，然后通过&label来访问节点。

  2. chosen chosen 不是一个真实的设备， chosen 节点主要是为了 uboot 向 Linux 内核传递数据(bootargs 参数)。