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一文详解RK3399 设备树

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 什么是设备树？设备树是由哪些部分组成的？设备树有哪些优点呢？ 0 RK3399—设备树.pdf 147.76 KB , 下载次数: 62
2022-3-8 09:33:59　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × liutiefu 该类别下有 26 个回答。邀请回答 tigerwang711 该类别下有 20 个回答。邀请回答 ze55me 该类别下有 20 个回答。邀请回答 zhuzb0754 该类别下有 19 个回答。邀请回答杀狼000 该类别下有 19 个回答。邀请回答冰箱洗衣机该类别下有 18 个回答。邀请回答 YYXIAO 该类别下有 18 个回答。邀请回答安德森大该类别下有 17 个回答。邀请回答 CDCNKA 该类别下有 17 个回答。邀请回答 jjll652 该类别下有 17 个回答。邀请回答河神大人该类别下有 17 个回答。邀请回答 mede1001 该类别下有 17 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 16 个回答。邀请回答麻酱该类别下有 16 个回答。邀请回答世态薄凉该类别下有 16 个回答。邀请回答熊本熊该类别下有 16 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 15 个回答。邀请回答 dfgsdf 该类别下有 15 个回答。邀请回答 szj0213 该类别下有 15 个回答。邀请回答梅利号该类别下有 15 个回答。邀请回答举报王斌相关推荐 • ARM平台RK3399的软件时钟树定义方式是什么 1176 • 请问RK3399驱动如何访问设备树API？ 647 • TB-RK3399ProX的npu mipi的数据怎么获取 2603 • RK3399与RK3399Pro处理器的性能有何不同 1950 • 浅析RK3399和RK3399Pro处理器性能的区别 3372 • RK3399是什么？RK3399的性能有哪些呢 2579 • RK3399是什么？RK3399芯片有哪些优势呢 3304 • RK3399怎么样？ 2630 • 如何实现RK3399时钟系统？ 2388 • 如何快速上手RK3399？ 1451 1个回答

1. 什么是设备树

1.1 背景

嵌入式底层，一般是用汇编或者C语言进行编程，如内存访问、寄存器访问、外设控制等。在linux 3.x之前，linux内核与硬件抽象层相关采用的是C语言的方式描述板级设备信息，一般位于“kernel/arch/arm/mach-xxx”下，这样的方式有个严重弊端就是板级源码与内核耦合在一起，同一个CPU更改PCB或者调整底层设备时，就得修改板级C源码，然后重新编译内核，导致内核存在大量与内核无关的冗余代码。因此，从linux 3.x后引入独立于内核的设备树（Device Tree），来描述板级信息，存放于“/kernel/arch/arm(arm64)/boot/dts”目录下。

1.2 设备树

设备树，顾名思义，分为设备和树，以树的形式描述设备，所有设备都是“挂”在树上,，设备树不限于传统板级描述。设备树以ASCII字符的形式描述板级信息，类似XML、JSON的易读性格式，方便编写和阅读。

处理信息，CPU核数和类型、内存地址和大小、内存总线

连接板级信息，GPIO、中断

连接外设，固定设备、热插拔设备

1.3 设备树组成

设备树包括DTC（device tree compiler）编译器，DTS（device tree source）源文件和DTB（device tree blob）目标文件。DTS与C语言一样，包括源文件DTS和头文件DTSI。DTB是二进制目标文件，DTS和DTSI通过编译后输出，在系统起来后加载使用。

DTS
DTS是设备树源文件，文件为“.dts”后缀，对设备信息的描述。一个系统对应一个DTS，可能存在多个DTS，但最终通过编译都得出一个DTB文件。DTS可以“include”DTS和DTSI，甚至C语言头文件。

#include "rk3399-firefly-core.dtsi"
#include

DTSI
DTS头文件，文件为“.dtsi”后缀。一个CPU可能用于多个产品上（板级信息），不同产品存在共同的设备信息，那么可以将这些共同的设备描述保存为一个DTSI文件，通过“include”方式实现复用，减少DTS冗余。类似的，DTSI支持include DTS、DTSI、C语言头文件。

DTC
设备树编译工具，将DTS和DTSI编译为目标DTB文件。

DTB
二进制文件，文件为“.dtb”后缀，存放于板级固定存储地址空间，bootloader在引导内核时，首先读取DTB到内存，由内核解析，执行板级相关操作。

1.4 设备树优点

对于程序员，设备树采用ASII字符描述，适合程序员阅读和修改。
对于开发效率，板级相关改动只需更改设备树文件，然后编译即可，无需更改驱动源码。
对于linux内核管理，释放linux内核板级冗余代码，内核不需经常变动。
对于产品开发，便于产品衍生（同一CPU多个产品），只需修改设备树即可满足。

2. 设备树语法

2.1 设备树节点

设备树采用树型结构来描述板级设备信号，每个设备都是一个节点，每个节点都有自己的属性来描述设备，节点和属性就是一对“键值”。因此设备树是由节点和节点属性组成，一个节点可以嵌套多字子节点，子节点还可以包含孙子节点。

【1】节点表示形式

#源自rk3399.dtsi
/ {
      compatible = "rockchip,rk3399";

      interrupt-parent = <&gic>;
      #address-cells = <2>;
      #size-cells = <2>;

      aliases {
            dsi0 = &dsi;
            dsi1 = &dsi1;
            ethernet0 = &gmac;
            i2c0 = &i2c0;
            i2c1 = &i2c1;
            i2c2 = &i2c2;
            i2c3 = &i2c3;
            i2c4 = &i2c4;
            i2c5 = &i2c5;
            i2c6 = &i2c6;
            i2c7 = &i2c7;
            i2c8 = &i2c8;
            serial0 = &uart0;
            serial1 = &uart1;
            serial2 = &uart2;
            serial3 = &uart3;
            serial4 = &uart4;
      };

      cpus {
            #address-cells = <2>;
            #size-cells = <0>;

            cpu-map {
                     cluster0 {
                              core0 {
                                    cpu = <&cpu_l0>;
                              };
                              core1 {
                                    cpu = <&cpu_l1>;
                              };
                              core2 {
                                    cpu = <&cpu_l2>;
                              };
                              core3 {
                                    cpu = <&cpu_l3>;
                              };
                     };

                     cluster1 {
                              core0 {
                                    cpu = <&cpu_b0>;
                              };
                              core1 {
                                    cpu = <&cpu_b1>;
                              };
                     };
            };

            uart0: serial@ff180000 {
            compatible = "rockchip,rk3399-uart", "snps,dw-apb-uart";
            reg = <0x0 0xff180000 0x0 0x100>;
            clocks = <&cru SCLK_UART0>, <&cru PCLK_UART0>;
            clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
            interrupts = ;
            reg-shift = <2>;
            reg-io-width = <4>;
            pinctrl-names = "default";
            pinctrl-0 = <&uart0_xfer &uart0_cts &uart0_rts>;
            status = "disabled";
      };

      .......

根节点，设备树采用树状结构，因此每个设备树文件只有一个根节点（root树根）。根节点以“/”表示，如果一个板级系统由多个设备树组成时，编译后最终也会合并为一个根节点。
子节点，子节点命名格式一般为：

node-label：node-name@node-address

注：
node-label，节点标签，可以通过标签索引该节点，可以不填写标签名称
node-name，节点名称，用于描述节点，如i2c、spi、bmp180(具体器件名称)
node-address，表示设备地址、寄存器首地址等，如i2c器件则表示该设备的i2c从地址

2.2 节点属性

设备属性一般是以“属性名+属性值”的键值对存在，属性值的表示方式是多元的，可以为空、数字、字符、字符串等。

[tr]值类型举例[/tr]

32位无符号整数	reg = <0x0 >
32位无符号整型数组	reg = <0x0 0x2>
字符串	compatible = “gpio-leds”
字符串列表	compatible = “rockchip,rk3399-firefly-core”, “rockchip,rk3399”
二进制数组	local-mac-address = [00 01 12 0a ab ff]

【1】状态

status ，键值类型为，设备状态属性，可以支持动态更改，如设备热插拔。

[tr]键值描述[/tr]

“okay”	设备正常状态
“disable”	设备当前不可用，设备可能改变为“okay”状态
“fail”	设备不可用，设备出现错误，不可重新改变为“okay”状态
“fail-sss”	与“fail”相同，“sss”表示错误的具体内容

【2】兼容属性

compatible ，键值类型为，兼容属性，用于和设备驱动程序匹配，一般格式为“厂商，器件型号”。如果是根据节点的“compatible”属性，linux内核则匹配该内核是否支持该CPU，如支持才启动内核执。兼容属性键值可以是一组列表，内核匹配时，从左至右边匹配。

compatible = "invensense,mpu6500","mpu65xx"; #先匹配“invensense,mpu6500”，如失败则继续匹配“mpu65xx”

【3】设备信息

model，键值类型为，与“compatible”类似，描述设备模块信息。

model= "invensense，mpu6500";

【4】地址

reg ，键值类型为
，用于描述设备地址空间资源信息，如外设的寄存器地址范围，字节点名称接着的十六进制地址就是reg属性列表的首地址。reg属性由父节点的“#address-cells”和“#size-cells”的值决定数目列表，可以存在多个列表。特殊情况下，reg也描述器件地址，不需带长度信息，如i2c器件从地址。
#address-cells和#size-cells，键值类型为，用于描述子节点地址（reg属性）信息，#address-cells描述子节点reg属性地址信息的字长，#size-cells描述子节点reg属性地址长度信息所占的字长。

#源自rk3399.dtsi
i2c4: i2c@ff3d0000 {
            compatible = "rockchip,rk3399-i2c";
            reg = <0x0 0xff3d0000 0x0 0x1000>;
            clocks = <&pmucru SCLK_I2C4_PMU>, <&pmucru PCLK_I2C4_PMU>;
            clock-names = "i2c", "pclk";
            interrupts = ;
            pinctrl-names = "default";
            pinctrl-0 = <&i2c4_xfer>;
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <0>;
            status = "disabled";
      };

#源自rk3399-firefly-port.dtsi
mpu6500: mpu@68 {
            status = "disabled";
            compatible = "invensense,mpu6500";
            reg = <0x68>;       #父节点是i2c4
......

【5】 地址映射

ranges，子、父地址映射表，键值类型为，或者为空。

child-bus-address，子地址物理空间起始地址。
parent-bus-address，父地址物理空间起始地址。
length，字地址空间长度大小，由父节点“#size-cells”属性决定该地址所占的字长。

注

ranges为空，表示子地址空间和父地址空间相同，不需要进行地址转换。

ranges不为空，表示把字地址空间起始映射到父地址空间起始，大小为length。

含有ranges属性的节点的子节点，其reg都是基于子地址。

对于没有ranges属性的节点，代表不是memory map区域。

rk3399设备树文件“range”属性基本为空，表示不需要子、父地址转换，我们单独举个例子说明。

Test: Test@0x0 {
      #address-cells = <1>;
      #size-cells = <1>;
      ranges=<0x0 0x10 0x100>       #把字地址空间（0x0——(x0+0x100)）映射到父地址空间（0x10——(0x10+0x100)）
      ....

【6】 GPIO

gpio-controller，空属性，声明该节点为GPIO控制器
#gpio-cells，键值类型为，表示需要描述GPIO属性的单位数目，如一个普通GOPIO需要管脚序号和工作模式，则#gpio-cells值为2。

#源自rk3399.dtsi
gpio0: gpio0@ff720000 {
                     compatible = "rockchip,gpio-bank";
                     reg = <0x0 0xff720000 0x0 0x100>;
                     clocks = <&pmucru PCLK_GPIO0_PMU>;
                     interrupts = ;

                     gpio-controller;
                     #gpio-cells = <0x2>;       #2 cell个描述

                     interrupt-controller;
                     #interrupt-cells = <0x2>;
            };

#源自rk3399firefly-port.dtsi
leds {
            compatible = "gpio-leds";

            work {
                     label = "firefly:blue:power";
                     linux,default-trigger = "ir-power-click";
                     gpios = <&gpio2 27 GPIO_ACTIVE_HIGH>;#与“#gpio-cells”对应，27为管脚序号，GPIO_ACTIVE_HIGH为工作模式
                     pinctrl-names = "default";
                     pinctrl-0 = <&led_power>;
                     default-state = "on";
            };

【7】中断

interrupt-controller ，空属性，声明该节点支持接收中断信息。
interrupt-parent，表示该节点属于哪一个中断控制器，如果不设置该属性，则默认继承父节点中断控制器。
#interrupt-cells，键值类型为，表示需要描述中断属性（interrupts）的单位数目，用来描述子节点中"interrupts"属性使用了父节点中的“interrupts”属性的具体的哪个值。通常，如果父节点interrupt-cells的值为3，则子节点的interrupts的键值分别为<中断域中断触发方式> ；如果父节点interrupt-cells的值2，则键值是<中断触发方式>。
interrupts，中断标识符列表，与“#interrupt-cells”关联。
#interrupts-extended，如果设备连接多个中断控制器，则列出这些中断。

###rk3399电源管理设备（rk808）设备节点，父节点为i2c0。###
#源自rk3399-firefly-core.dtsi
rk808: pmic@1b {
            compatible = "rockchip,rk808";
            reg = <0x1b>;
            interrupt-parent = <&gpio1>;             #继承GPIO1中断
            interrupts = <21 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;#2个单位中断描述，<中断触发方式>
            .....

#源自rk3399.dtsi
gpio1: gpio1@ff730000 {
                     compatible = "rockchip,gpio-bank";
                     reg = <0x0 0xff730000 0x0 0x100>;
                     clocks = <&pmucru PCLK_GPIO1_PMU>;
                     interrupts = ;

                     gpio-controller;
                     #gpio-cells = <0x2>;

                     interrupt-controller;
                     #interrupt-cells = <0x2>;       #子节点需2个单位中断描述
            };