Linux的DTS配置信息
一、介绍
在嵌入式 Linux 开发中，DTS（Device Tree Source，设备树源文件） 是一种描述硬件配置信息的文本文件，核心作用是将硬件细节（如CPU、内存、外设接口、中断号等）与内核代码解耦，避免修改内核源码即可适配不同硬件平台。
简单来说，DTS 就是给 Linux 内核的“硬件说明书”，内核通过解析它来识别当前系统有哪些硬件、以及这些硬件的参数和连接方式。
二、DTS 包含的核心配置信息
DTS 文件以树形结构组织硬件信息，主要内容包括：
- 根节点与CPU信息：最顶层的根节点（ / ），以及子节点 cpus 描述CPU核心数量、架构（如ARM Cortex-A7）、时钟频率等。
- 内存配置：通过 memory 节点指定物理内存的起始地址和大小（如 reg = <0x40000000 0x20000000> 表示从0x40000000地址开始，共512MB内存）。
- 外设节点：每个硬件外设（如UART串口、SPI控制器、I2C传感器、GPIO引脚、中断控制器）对应一个独立节点，包含关键参数：
- compatible ：匹配内核驱动的“兼容性字符串”（如 ti,am335x-uart 表示该UART外设适配TI AM335x系列的UART驱动）。
- reg ：外设的寄存器地址范围（如 reg = <0x44E09000 0x1000> 表示寄存器起始地址0x44E09000，长度4KB）。
- interrupts ：外设使用的中断号和触发方式（如 interrupts = <72 0x0> 表示中断号72，电平触发）。
- 时钟、引脚复用配置：如 clocks 指定外设依赖的时钟源， pinctrl-0 指定引脚的功能复用（如将GPIO引脚配置为UART_TX）。
- 总线节点：描述硬件总线（如I2C、SPI、AHB）的拓扑，外设节点会挂载到对应的总线节点下（如I2C传感器节点挂载在 i2c@44E0B000 总线节点下）。
三、DTS 的核心作用
1. 硬件与内核解耦：适配新硬件时，无需修改Linux内核源码，只需编写/修改DTS文件，降低开发难度。
2. 统一硬件描述标准：替代传统Linux内核中分散的“板级支持包（BSP）”代码，成为ARM、RISC-V等架构的通用硬件描述方式。
3. 支持动态配置：部分硬件参数（如GPIO功能、时钟频率）可通过DTS灵活配置，无需重新编译内核驱动。
实际开发中，DTS文件会被编译为二进制的 DTB（Device Tree Blob） 文件，在系统启动时由Bootloader（如U-Boot）加载到内存，供Linux内核解析使用。
四、🔧配置 DTS 的通用实践
基础结构：一个 DTS 文件通常以版本声明和根节点开始。
/dts-v1/; // 设备树版本声明
/ { // 根节点
model = "Your Board Name";
compatible = "your-board";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
// ... 其他节点和属性
};
引用和覆盖：使用 #include "soc.dtsi" 包含 SoC 的通用定义（ .dtsi 文件），然后在你的板级 DTS ( .dts ) 中通过标签引用（如 &uart1 ）来覆盖或添加特定属性。
#include "imx6ull.dtsi" // 包含SoC通用定义
&uart1 {
status = "okay"; // 覆盖status属性，启用UART1
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_uart1>; // 引用引脚控制节点
};
内存映射：使用 ranges 属性在不同地址空间之间建立映射，特别是在有总线桥的情况下。
external-bus {
#address-cells = <2>;
#size-cells = <1>;
ranges = <0 0 0x10100000 0x10000>; // 子地址0x0映射到父地址0x10100000，长度0x10000
};
引脚控制：现代内核通常使用 pinctrl-* 属性来配置引脚功能，这需要在 SoC 的 .dtsi 中预先定义好引脚控制组。
&i2c1 {
status = "okay";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_i2c1>; // 使用pinctrl节点配置I2C1引脚
clock-frequency = <100000>;
// ... 挂载在I2C1总线上的设备
};
五、 调试与验证技巧
编译与反编译：使用内核提供的 DTC 工具编译 .dts 为 .dtb ，也可将 .dtb 反编译为 .dts 进行检查： dtc -I dtb -O dts -o output.dts input.dtb 。
U-Boot 调试：在 U-Boot 中可以使用 fdt 命令检查设备树加载情况。
内核日志：启用 CONFIG_DEBUG_DEVICE_TREE 可以在内核启动时看到更详细的设备树解析信息。
确保兼容性：注意设备树语法和内核版本的匹配，旧版内核可能不支持新语法。
六、 核心
仔细阅读硬件手册： reg 、 interrupts 等属性的值必须严格参照芯片数据手册。
善用 .dtsi 文件：将 SoC 或平台的通用配置写在 .dtsi 中，板级特定的配置在 .dts 文件中通过引用进行覆盖或补充。
驱动匹配的关键： compatible 属性必须与驱动中的定义完全一致。
参考现有配置：内核源码中 arch/arm/boot/dts/ 目录下有大量参考示例，这是最好的学习资料。