dtsdtb的那些事儿

Posted 2023-02-15 AlexKing阁下

   笔者最近在支持新的案子，过于忙碌，好久没更新了，勿怪。

1、设备树大变革故事

   2011年3月17日的ARM Linux邮件列表有封邮件“this whole ARM thing is a fucking pain in the ass”引起了轩然大波，原来是我们的Linux之父Linus Torvalds对垃圾代码的极度指责。于是Linux社区扛过大旗，奥利给，搞起来，优化，优化，重构！！（大牛们就是大牛们，人家说优化重构是真优化真重构）

    为何会有这事呢，这主要是以前啊，在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码，相当多数的代码只是在描述板级细节，而这些板级细节对于内核来讲，不过是垃圾。于是大牛们参考PowerPC等体系架构中使用的Flattened Device Tree（FDT），也采用了Device Tree结构，透过它传递给Linux，而不再需要在kernel中进行大量的冗余编码。

2、设备树的特点

    Device Tree由一系列被命名的结点（node）和属性（property）组成，而结点本身可包含子结点。所谓属性，其实就是成对出现的name和value。在Device Tree中，可描述的信息包括（原先这些信息大多被写在到kernel中）：CPU的数量和类别、内存基地址和大小、总线和桥、外设连接、中断控制器和中断使用情况、GPIO控制器和GPIO使用情况、Clock控制器和Clock使用情况

    通常由.dts文件以文本方式对系统设备树进行描述，经过Device Tree Compiler(dtc)将dts文件转换成二进制文件binary device tree blob(dtb)，.dtb文件可由Linux内核解析，有了device tree就可以在不改动Linux内核的情况下，对不同的平台实现无差异的支持，只需更换相应的dts文件，即可满足。

    按照笔者来讲呢，就是以后我就不编译内核了，你们要改就改dtb吧，我内核会去读DTB的。内核编编很占用我时间的好伐~~

3、DTB文件的编译

   通常将设备树源码(dts/dtsi)编译成设备树二进制文件(dtb)可以使用DTC(Device Tree Compiler)工具编译。

• 单文件编译

对于单文件的dts，可以采用下面的命令：

# dtc命令使用方法见文末
dtc -O dtb -b 0 -o [dest_dtb_file] [src_dts_file]

将src_dts_file编译成dest_dtb_file设备树二进制文件。

• 多文件编译

对于有#include包含关系、宏定义的dts文件，直接采用以上的方法将会出现<u>#include相关的语法错误</u>。
DTC本身不支持#include语法，其正确语法为/include/。

如将以下dts（没有宏定义）

#include "child_file.dtsi"
#include "child_file_common.dtsi"

改为

/include/ "child_file.dtsi"
/include/ "child_file_common.dtsi"

即可通过编译。

对于以下稍微复杂一点（包含#include，宏，*.h等）的设备树，以上的方法不免有些笨拙。

由于“#include”“宏”等都是C的特征，因此可以使用CPP(C Preprocessor)命令对dts源文件进行处理，完成文件包含与宏置换的工作。

# cpp的使用方法较长就不列出来了，可以自己man一下。
cpp -nostdinc -I. -undef -x assembler-with-cpp [src_dts_file] > [tmp_dts_file]
# -nostdinc 不搜索标准目录
# -I. 搜索当前目录
# -undef 不预定义系统和gcc特定的宏
# -x assembler-with-cpp 指定语言c c++ objective-c assembler-with-cpp

使用以上命令将所有的*.dts、*.dtsi、*.h转换至临时*.dts中，然后再使用单文件编译的方法编译临时*.dts，生成最终的dtb。

此时你执行完命令一看，哇，报好多警告。

不要慌，后面可以直接加上，去除警告。

-W no-unit_address_format -W no-unit_address_vs_reg

 

就是告诉各位啊，这些警告我们可以无视。

然后跟单文件一下，将临时的[tmp_dts_file]直接用dtc生成dtb即可。

 

dtc使用方法:

NAME
       dtc - Device Tree Compiler

SYNOPSIS
       /usr/bin/dtc [options] <input file>

DESCRIPTION
       Device  Tree  Compiler,  dtc,  takes  as input a device-tree in a given format and outputs a
       device-tree in another format for booting kernels on embedded systems.  Typically, the input
       format  is  "dts",  a human readable source format, and creates a "dtb", or binary format as
       output.

OPTIONS
       -h     Display help text.

       -q     Quiet:

此时，有人就要问了，dtsi去哪里了？嘿，这就来说明。

3、dtsi与dts

   *.dts文件是一种ASCII文本对Device Tree的描述，放置在内核的/arch/arm/boot/dts目录。一般而言，一个*.dts文件对应一个ARM的machine。

   *.dtsi文件作用：由于一个SOC可能有多个不同的电路板，而每个电路板拥有一个 *.dts。这些dts势必会存在许多共同部分，为了减少代码的冗余，设备树将这些共同部分提炼保存在*.dtsi文件中，供不同的dts共同使用。*.dtsi的使用方法，类似于C语言的头文件，在dts文件中需要进行include *.dtsi文件。当然，dtsi本身也支持include 另一个dtsi文件。

   dtb大家都应该知道是什么玩意吧了，不知道的话，您再回顾一下前面的内容。

有了这些概念后呢？后面再来普及一下dtsi与dts的语法，就很有意思了。

   希望得到您的关注，我们下期见。