Device Tree (DTS) 簡介
Device Tree 的存在，是為了把在 Platform Device 架構中，用來描述硬體資源的部份給抽出來，因為 Platform Device 的檔案是用 C 語言描述的，但概念上，硬體資源的描述應和程式無關也與 Linux 版本無關。
用 C 去描述的話，只要重新定義硬體資源就需要重新編譯核心，很浪費時間，如果不熟 C 語言，也無法修改，因為可能會導致編譯失敗。
Device Tree架構，解決了上述這些問題，不用懂 C 語言也能定義硬體資源，如此硬體工程師也可以做了，因為 pin 腳的功能，硬體工程師最清楚。
硬體資源: 包含 SoC-level (.dtsi)及 board level (.dts)
描述 CPU、RAM size。
描述 Memory-mapped 上的元件、PWM、UART、I2C、SPI 等晶片內部元件的描述，如暫存器位址及大小，中斷號碼、DMA、pinctrl。
描述外部連接裝置，如裝置規格，以 flash 來說，包含 page size、flash size 等資訊，通常寫 device driver 會從這裡取得裝置資訊。
外部裝置通常使用 device tree overlay (產生.dtbo) 的方式而不要直接修改.dts。
Device Tree 的優點：
1. 不用重新 compile source code 就可以更改系統的 configuration。
2. 當硬體只有小小的更改，只需要 dts 檔小改、然後再重新編譯出 dtb 即可。
3. 可以重複使用已存在的 dts 檔，也可以覆蓋過去定義的功能。
4. 從 C 語言中分離出來，使得硬體的描述架構更清楚。
dts vs. dtc vs. dtb
.dts(Device Tree Source) 檔案是一種 ASCII 文字格式的 Device Tree 描述，文字格式非常人性化，適合人類的閱讀習慣。
基本上，在 ARM Linux，一個 .dts 檔案對應一個 ARM 的 machine，一般放置在核心的 arch/arm64/boot/dts/ 目錄。
由於一個 SoC 可能對應多個 machines（一個 SoC 可以對應多個產品和電路板），這些 .dts 檔案可能會包含許多共同的部分，Linux 核心為了簡化，把 SoC 公用的部分或者多個 machines 共同的部分一般提煉為 .dtsi，類似於 C 語言的標頭檔案。其他的 machines 對應的 .dts 就 include 這些 .dtsi。
DTC(device tree compiler) 是將 .dts 編譯為 .dtb 的工具。
DTC 的原始碼位於核心的 scripts/dtc 目錄，在 Linux 核心採用 Device Tree 功能的情況下，編譯核心的時候，主機工具 dtc 會被編譯出來，對應 scripts/dtc/Makefile 中的 “hostprogs-y := dtc” 這一 hostprogs 編譯 target。
在 Linux 核心的 arch/arm64/boot/dts/Makefile 中，描述了當某種 SoC 被選中後，哪些 .dtb 檔案會被編譯出來。
.dtb(Device Tree Blob) 是 .dts 被 DTC 編譯後的二進位制格式的 Device Tree 描述，可由 Linux 核心解析。
通常在我們為電路板製作 NAND、SD 啟動 image 時，會為 .dtb 檔案單獨留下一個很小的區域以存放，之後 bootloader 在引導 kernel 的過程中，會先讀取該 .dtb 到記憶體。
為了驗証 DTS 是否有修改正確，可以將 dtb 反編譯成 dts 來做確認，指令為：
$ dtc -I dtb -O dts dtb.dtb -o dts.dts
DTS 中相關符號的含義
/ - 根節點。
@ - 如果設備有地址，則由此符號指定。
& - 引用節點。
: - 冒號前的label是為了方便引用給節點起的別名，此 label 的一般引用方式為 &label
, - 屬性名稱中可以包含逗號。如 compatible 屬性的名字 組成方式為 ”[manufacturer], [model]” ，加入廠商名是為了避免重名。自定義屬性名中通常也要有廠商名，並以逗號分隔。
# - #並不表示注釋。如 #address-cells ，#size-cells 用來決定 reg 屬性的格式。
- 空屬性並不一定表示沒有賦值。如 interrupt-controller 一個空屬性用來聲明這個 node 接收中斷信號數據類型
”” - 引號中的為字符串，字符串數組：”strint1”,”string2”,”string3”
< > - 尖括號中的為 32位整數字，整數組 <12 3 4>
[ ] - 方括號中的為 32位十六進制數，十六機制數據 [0x11 0x12 0x13] 其中 0x 可省略
可尋址的設備
可尋址的設備使用如下信息來在 Device Tree 中編碼地址信息：
reg
#address-cells
#size-cells
其中 reg 的組織形式為 reg = <address1 [length1] [address2 length2] [address3 length3] ... >，其中的每一組 address length 表明了設備使用的一個地址範圍。
address 為 1 個或多個 32位的整數型（即cell），而 length 則為 cell 的列表或者為空（若#size-cells = 0）。
address 和 length 字段是可變長的，父結點的 #address-cells 和 #size-cells 分別決定了子結點的 reg 屬性的 address 和 length 字段的長度。
舉例來說：
/ {
#address-cells = <0x2>; // 在 root node 下使用 2 個 u32 來代表 address
#size-cells = <0x2>; // 在 root node 下使用 2 個 u32 來代表 size
...
memory { // memory device
...
reg = <0x90000000 00000000 0x800000 00000000>;
// 0x90000000 00000000 是存取 memory 的 address
// 0x800000 00000000 是 memory 的 size
...
};
...
}
I2C slave address
在 Device Tree 中，要指定 device 的 I2C slave address，通常在 device 的 datasheet 會有說明 default I2C slave address，在 reg 欄位中指定。
範例如下，此 device 的 I2C slave address 為 0x23 (7-bit)：
&i2c2 {
pinctrl-0 = <&i2c2_pins>;
pinctrl-names = "default";
status = "okay";
tca9554_led@23 {
reg = <0x23>;
status = "okay";
compatible = "tca9554_led";
};
};通常來說，I2C device 後面接 @ 的值，會與 reg 指定的值相同。
如何從執行中的檔案系統截取出 DTS
在已執行的系統中，其檔案系統格式的 DTS 位於：
/sys/firmware/devicetree/base/
而 /proc/device-tree 只是一個 soft link 連結到上述的位置。
另一個為 DTB 格式的 DTS 則是位於：
/sys/firmware/fdt
FDT 全名為 Flat device tree。
知道 DTS 在檔案系統的具體位置及格式後，要轉換成 DTS 就簡單了，同樣是透過執行 dtc 指令來進行轉換。
將 檔案系統格式的 DTS 轉換為 DTS 檔案的指令為：
$ dtc -I fs -O dts /proc/device-tree -o device_tree.dts
將 FDT 轉換為 DTS 檔案的指令為：
$ dtc -I dtb -O dts /sys/firmware/fdt -o device_tree.dts
如何動態調整 DTS
在 Linux Kernel 載入之前，可以在 U-boot 階段透過 fdt 的指令來調整 DTS。
使用 fdt 指令的第一個步驟，需要先指定 dts 在 memory 的位址，後續 fdt 指令才能對依此位置的 DTS 進行讀取、修改、刪除…等的操作。
U-Boot> fdt addr ${fdtaddr}
更多 fdt 相關的用法，可以在 u-boot 下，執行 fdt 後進行查詢。
U-Boot> fdt
Reference
Linux DTS(Device Tree Source)设备树详解之二(dts匹配及发挥作用的流程篇)
device tree --- #address-cells and #size-cells property
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