前邊講解了內(nèi)核編譯選項的配置，這一節(jié)我們詳細講一下設備樹。設備樹的知識是Linux驅(qū)動開發(fā)人員必備的技能，我們現(xiàn)在使用的Linux內(nèi)核，絕大多數(shù)都是支持設備樹功能的，掌握設備樹是軟件嵌入式工程師必備的一項技能。

設備樹的起源

設備樹(Device Tree)是一種描述硬件資源的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它由uboot傳遞給Linux內(nèi)核，被內(nèi)核解析，內(nèi)核根據(jù)設備樹中的硬件描述信息加載利用相應驅(qū)動資源。在引入設備樹之前，Linux內(nèi)核中充斥著大量的用于描述板級硬件信息的文件，擁有不同硬件資源的板卡 ，都有其對應的板級文件或者冗余文件，隨著Linux內(nèi)核支持的板卡越來越多，板級文件也越來越多。尤其是一些冗余的文件信息導致了內(nèi)核的臃腫，為了解決這一問題Linus Torvalds在2011年3月17日的ARM Linux郵件列表宣稱“this whole ARM thing is a fucking pain in the ass”，因此，ARM Linux社區(qū)作出了回應，引入了設備樹Device Tree，這樣一來許多硬件的細節(jié)可以直接透過設備樹傳遞給Linux內(nèi)核，而不再需要在內(nèi)核中進行大量的冗余編碼來適配不同的板卡。

設備樹組成和結(jié)構(gòu)及dts、dtb、dtsi

設備樹Device Tree由一系列被命名的節(jié)點（node）和屬性（property）組成，而節(jié)點本身可包含子節(jié)點。所謂屬性，其實就是成對出現(xiàn)的name和value。在設備樹中，可描述的信息包括：

一、CPU的數(shù)量和類別；

二、內(nèi)存基地址和大小；

三、總線和橋；

四、外設連接；

五、中斷控制器和中斷使用情況；

六、GPIO控制器和GPIO使用情況；

七、Clock控制器和Clock使用情況；

這種以樹狀節(jié)點的方式描述一個設備的各種硬件信息：CPU、GPIO、時鐘、中斷、內(nèi)存等，形成類似文本文件，很好的解決了這些問題。

它基本上就是畫一棵電路板上CPU、總線、設備組成的樹，uboot在啟動的時候會將這棵樹傳遞給內(nèi)核，然后內(nèi)核可以識別這棵樹，并根據(jù)它展開出Linux內(nèi)核中的platform_device、i2c_client、spi_device等設備，而這些設備用到的內(nèi)存、IRQ等資源，也被傳遞給了內(nèi)核，內(nèi)核會將這些資源綁定給展開的相應的設備。

通常由.dts文件以文本方式對系統(tǒng)設備樹進行描述，經(jīng)過Device Tree Compiler(dtc)將dts文件轉(zhuǎn)換成二進制文件binary device tree blob(dtb)，.dtb文件可由Linux內(nèi)核解析，有了device tree就可以在不改動Linux內(nèi)核的情況下，對不同的平臺實現(xiàn)無差異的支持，硬件有變動時不需要重新編譯內(nèi)核或驅(qū)動程序，只需更換相應的dts文件即可。dtsi文件被dts文件包含引用，這類似于C語言C文件include包含.h文件，對于同一個節(jié)點的設置情況，dts中的配置會覆蓋dtsi中的配置。