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外观

​

一、什么是设备树 ​

设备树，英文名 Device Tree（缩写 DT），是 Linux 内核用于描述硬件设备信息的一种文本结构化语言和机制。

  • 本质上：就是一份描述“本台硬件上到底连了哪些外设，每个外设参数是多少”的树状配置文件。
  • 格式：由.dts、.dtsi、.dtb等文件组成，最终由 bootloader 传给内核。

二、设备树的历史背景与意义 ​

为什么出现设备树？

  • 解耦：原来 Linux 驱动要写死设备信息在 C 代码里，硬件变了就要改代码，非常不灵活。
  • 动态适配：设备树让同样的内核驱动可以服务于多种硬件，只需改设备树文件，无需动驱动代码！
  • 硬件信息搬家：设备树把所有设备资源描述（如地址/中断/名字/引脚/参数）从 C 代码“搬”到了dts文本里。

三、设备树结构图 ​

设备树 = 树状结构的硬件目录

  • 根节点 / 代表 “整台设备”
  • 各分支描述一类硬件（CPU/内存/外设/挂载的总线等）
  • 每个节点就是一个设备，节点下还能有子节点，表现出真实“谁挂在哪”关系
  • 每个节点里可以有多种“属性”（如寄存器地址、名字、IRQ、引脚等）

四、设备树实际样例 ​

泰山派3M的设备树跟文件存放在： kernel-6.1/arch/arm64/boot/dts/rockchip/tspi-3m-rk3576.dts

c
/*-----------------------------------------------------------
 * 板子基础信息配置
 *----------------------------------------------------------*/
/ {
	model = "LCKFB TaishanPi 3M RK3576 Board";
	compatible = "lckfb,tspi-3m-rk3576", "rockchip,rk3576";

	/*
	*	用户LED
	*	用于提示系统状态
	*/
	leds: leds {
		status = "okay";
		compatible = "gpio-leds";

		work_led: work {
			linux,default-trigger = "heartbeat";
			gpios = <&gpio0 RK_PA0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
		};
	};
};

五、硬件与软件的桥梁 ​

  • 设备树就像是硬件电路说明书，但机器能看、内核能解析
  • 一台板子的全部硬件资源都是一个树状结构
  • 内核启动时，解析dtb（设备树二进制），自动“创建设备对象”，并与各类platform/i2c/spi驱动自动匹配工作

六、设备树与sysfs的联系 ​

  • 设备树是静态描述：告诉内核有哪些硬件、属性怎样（写在dts）
  • sysfs 是动态展示：内核把设备树和驱动结合后的组织，动态“展现”为目录结构（/sys/）
    • 比如/sys/firmware/devicetree/下内容就是解析过的设备树
    • /sys/bus/platform/devices等下的设备，往往跟dts里定义一一对照！

七、设备树的现实作用 ​

  • 裁剪/移植硬件时不用大改代码，只要改dts
  • 批量出货——一套驱动代码，配N份dts即可适配多机型
  • 动态生成设备节点，让驱动自动识别新外设
  • 极大提高硬件/驱动工程师配合效率和灵活性

八、图解 ​

设备树结构和驱动关系：

  • 设备树经 BootLoader(U-boot) 加载进内核，生成设备对象，驱动匹配后再反映到 sysfs

九、dts、dtsi与dtb ​

1、这些是什么？ ​

dts (Device Tree Source)

  • dts 文件（device tree source）是“设备树源码文件”，拓扑树形结构的文本格式，手工编辑，后缀名为 .dts，是主板/单板具体硬件资源的详细描述。

dtsi (Device Tree Source Include)

  • dtsi 文件（device tree source include）是“设备树源码的头文件/公共部分”，后缀是 .dtsi，主要用于复用通用硬件描述，被多个 .dts 引用，就像 C 语言的 .h 文件。

dtb (Device Tree Blob)

  • dtb 文件（device tree blob）是编译后的二进制设备树文件，后缀为 .dtb，包含所有树信息。bootloader 会把 dtb 传递给内核启动使用。

2、关系与用途 ​

  • dtsi ：公共的 SoC/外设描述，供复用
  • dts ：各机型/主板引用一个或多个 dtsi，再补充板子本身参数，是“最终的源文件”
  • dtb ：dts文件经过编译器（dtc）编译生成的二进制，开机时BOOT加载进内核

3、常见问题 ​

Q1：dts 和 dtsi 区别？

  • dts 通常每款主板/机型一份，是顶层“主”文件，会 include 一或多个 dtsi
  • dtsi 提供“通用”部分，再也不用在每个 dts 中重复写 CPU/外设/片内资源等

Q2：dtb 从哪里来的？能改吗？

  • 用设备树编译器 dtc：dtc -I dts -O dtb xxx.dts -o xxx.dtb
  • 也可以用内核 make 系统自动生产
  • 只能读不能手工编辑，需要重新编译 dts 才能修改！

Q3：设备树的修改流程？

  1. 编辑 dts/dtsi
  2. 用 dtc 或 make 编译出 dtb
  3. 烧录/Update/传递到开发板，bootloader 自动加载

4、实际举例 ​

拥有以下的文件结构：

makefile
sensor.dtsi        # sensor 公共外设描述
myboard.dts        # 你自己的开发板顶层设备树文件
myboard.dtb        # 编译生成的二进制文件

通常在 myboard.dts 文件头会有：

clike
#include "sensor.dtsi"

最终 make 会输出 myboard.dtb 。

INFO

写 dts / dtsi，编出 dtb，板子跑的就是 dtb！

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