Linux DTS是什么？如何使用？

Linux DTS（Device Tree Source）是一种描述硬件信息的数据结构，主要用于描述嵌入式系统中各个硬件设备的信息，包括设备的地址、中断、寄存器配置以及设备驱动等。在Linux内核中，DTS文件通常被用来描述板载设备的硬件信息，以便操作系统能够正确地识别和使用硬件设备。

DTS文件结构

一个典型的DTS文件如下所示：

/dts-v1/;

#include <imx6qdl-pico.dtsi>
#include <imx6qdl-pico-m4.dtsi>

/ {
    compatible = "fsl,imx6q-pico", "fsl,imx6q";
    
    model = "Boundary Devices i.MX6 Quad SABRE Lite";
    
    memory {
        device_type = "memory";
        reg = <0x10000000 0x40000000>;
    };
    
    chosen {
        compatible = "brcm,bcm2835";
        uart_boot = <&uart1>;
    };

    aliases {
        serial0 = &uart1;
    };

    soc {
        compatible = "simple-bus";
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        ranges;
        
        gpio: gpio@0209c000 {
            compatible = "fsl,imx6ul-gpio";
            reg = <0x0209c000 0x1000>;
            interrupts = <GPIOn IRQn>;
            gpio-controller;
            #gpio-cells = <2>;
        };
    
    };
    
    uart1: serial@02020000 {
        compatible = "fsl,imx6q-uart", "fsl,imx21-uart";
        reg = <0x02020000 0x40000>;
        interrupts = <78>;
        clocks = <&clks 82>;
        clock-names = "ipg", "per";
        status = "okay";
    };
    
    sound {
        compatible = "fsl,imx6-sai";
        model = "imx6-sai";
        status = "okay";
        /* SSI1 */
        ssi@021d8000 {
            compatible = "fsl,imx6-sai";
            reg = <0x021d8000 0x4000>;
            interrupts = <0 125 0>;
            clocks = <&clks 2>;
            dmas = <&sdma 9 11 0>, <&sdma 10 11 0>, <&sdma 11 11 0>;
            dma-names = "tx", "rx", "mclk";
            status = "okay";
        };
    };
};

DTS文件内容说明

• /dts-v1/: 指定版本为DTS版本1，描述DTS文件的版本信息。
• #include <imx6qdl-pico.dtsi></imx6qdl-pico.dtsi>: 包含其他DTS文件，可复用其定义。
• /: 根节点，描述整个设备树结构。
• compatible: 指定设备兼容性信息。
• model: 设备型号信息。
• memory: 描述内存信息。
• chosen: 描述一些选项信息。
• aliases: 定义设备别名。
• soc: 描述SoC相关信息。
• gpio: 描述GPIO控制器。
• uart1: 描述UART1硬件信息。
• sound: 描述声音设备信息。

如何使用Linux DTS

1. 编辑DTS文件：在Linux内核源码中的arch/arm/boot/dts/目录下找到对应平台的DTS文件（如imx6qdl-pico.dtsi），根据实际硬件信息编辑DTS文件。

2. 编译DTS文件：在Linux内核源码根目录下执行以下命令编译DTS文件：

   make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs

3. 替换设备树二进制文件：将生成的.dtb文件（设备树二进制文件）替换到目标设备的引导分区。
4. 使用设备树：在Linux内核启动时，会加载设备树文件来描述硬件信息，从而正确识别和配置硬件设备。

代码示例

#include <linux/module.h>
#include <linux/of_device.h>
#include <linux/platform_device.h>

static int my_driver_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
    
    if (!np) {
        dev_err(&pdev->dev, "No device tree node found
");
        return -ENODEV;
    }
    
    // 解析设备树节点信息
    u32 reg;
    if (of_property_read_u32(np, "reg", &reg)) {
        dev_err(&pdev->dev, "Failed to read 'reg' property
");
        return -EINVAL;
    }
    
    dev_info(&pdev->dev, "Got 'reg' property: %u
", reg);
    
    return 0;
}

static const struct of_device_id my_driver_of_match[] = {
    { .compatible = "my_driver", },
    { },
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_driver_of_match);

static struct platform_driver my_driver = {
    .probe = my_driver_probe,
    .driver = {
        .name = "my_driver",
        .of_match_table = my_driver_of_match,
        .owner = THIS_MODULE,
    }
};

module_platform_driver(my_driver);

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("Author Name");
MODULE_DESCRIPTION("Sample driver using Device Tree");

以上是一个简单的Linux设备驱动程序示例，通过解析设备树节点中的属性来配置硬件设备。在probe函数中，首先获取设备树节点，然后读取其中的reg属性并输出。在of_device_id中声明了需要匹配的设备树节点的兼容性信息，以便驱动程序正确匹配设备。

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