设备树是一种描述硬件资源的树形数据结构，通过.dts文件定义硬件节点与属性，编译为.dtb供内核解析，实现硬件信息与内核代码解耦，使同一内核可在不同平台上运行。
在Linux系统中，设备树（Device Tree）是一种描述硬件资源的数据结构，它让内核能够在不硬编码硬件细节的情况下支持多种平台。尤其在ARM架构中，设备树已成为标准做法。通过设备树，驱动程序可以动态获取外设信息，如寄存器地址、中断号、时钟配置等。
什么是设备树？
设备树是一个树形结构的文本文件（.dts），经过编译后生成二进制文件（.dtb），由引导加载程序（如U-Boot）传递给Linux内核。内核根据设备树的内容初始化对应的硬件设备。
设备树的核心作用是解耦硬件信息与内核代码，使得同一份内核镜像可以在不同硬件平台上运行，只需更换对应的设备树文件即可。
设备树的基本结构
设备树由节点（node）和属性（property）组成。每个节点代表一个硬件实体，如CPU、内存、总线或外设；属性则是键值对，用于描述该硬件的具体信息。
常见顶级节点包括：
- /：根节点
- /cpus：描述所有CPU核心
- /memory：描述系统内存布局
- /chosen：包含启动参数等信息
- /soc 或 /amba：片上系统或AMBA总线控制器
外设通常作为子节点挂在总线节点下，例如I2C、SPI、UART等。
编写.dts文件的关键要素
以一个简单的I2C从设备为例，说明如何在设备树中描述硬件：
i2c1: i2c@40005000 {compatible = "snps,designware-i2c";
reg = ; // 寄存器基地址和大小
interrupts = ; // 中断号
clock-frequency = ; // I2C速率
status = "okay"; // 启用该设备
sensor@68 {
compatible = "ti,tmp107";
reg = ; // I2C设备地址
};
};
关键属性说明：
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- compatible：最核心属性，格式为"厂商,型号"，内核据此匹配驱动
- reg：设备寄存器地址或I2C/ SPI地址
- interrupts：中断配置
- status："okay"表示启用，"disabled"表示禁用
驱动程序通过of_match_table查找compatible字符串来绑定设备。
编译与部署设备树
设备树源文件（.dts）需使用设备树编译器（dtc）编译为二进制格式：
dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts生成的.dtb文件需由U-Boot加载，并在启动内核时传入：
bootz 80008000 - myboard.dtb也可将多个.dtb打包进FIT镜像统一管理。
调试设备树问题
若设备未正常工作，可检查以下几点：
- 确保.dtb被正确加载，可通过U-Boot的fdt addr命令确认
- 查看内核启动日志：dmesg | grep -i dt
- 检查设备是否出现在/proc/device-tree
- 确认compatible字符串与驱动完全一致
- 使用of_property_read_*系列函数在驱动中验证属性读取
基本上就这些。掌握设备树的关键在于理解其数据结构与内核的交互机制，结合实际硬件逐步实践。
