Device Tree 실전 — DTS·DTB·Overlay·Phandle 추적
#한 줄 요약
“Device Tree는 hardware 토폴로지 선언입니다.” kernel은 어떤 device가 어디에 있는지 읽고 driver를 매칭합니다.
#DTS·DTB·DTBO
sample.dts ← human readable source │ │ dtc -I dts -O dtb -o sample.dtb sample.dts ↓sample.dtb ← binary blob, bootloader가 kernel에 전달 │ ↓sample.dtbo ← overlay (run-time merge)#기본 구조
/dts-v1/;
/ { model = "MyBoard v1"; compatible = "myco,myboard"; #address-cells = <1>; #size-cells = <1>;
cpus { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>;
cpu@0 { device_type = "cpu"; compatible = "arm,cortex-a72"; reg = <0>; }; };
memory@80000000 { device_type = "memory"; reg = <0x80000000 0x80000000>; // 2 GB at 0x80000000 };
soc { compatible = "simple-bus"; #address-cells = <1>; #size-cells = <1>; ranges;
uart0: serial@10000000 { compatible = "ns16550a"; reg = <0x10000000 0x100>; interrupts = <23>; clock-frequency = <24000000>; current-speed = <115200>; status = "okay"; }; };};##address-cells·#size-cells
각 cell은 32-bit value입니다. 부모 노드가 자식의 reg 형식을 결정합니다.
#address-cells = <2>;#size-cells = <2>;
memory@0 { reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x40000000>; // address (2 cells) + size (2 cells) /* = 0x0000_0000_8000_0000 길이 0x0000_0000_4000_0000 = 1 GB */};64-bit address space는 2 cell을 사용합니다.
#Phandle — Cross-reference
gpio0: gpio@40020000 { compatible = "snps,dw-apb-gpio"; reg = <0x40020000 0x1000>; #gpio-cells = <2>;};
leds { compatible = "gpio-leds"; led0 { label = "status"; gpios = <&gpio0 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>; };};&gpio0은 phandle reference입니다. <gpio_pin gpio_flags> 형식을 따릅니다.
#Interrupt 정의
intc: interrupt-controller@8000000 { compatible = "arm,gic-v3"; interrupt-controller; #interrupt-cells = <3>; reg = <0x8000000 0x10000>, <0x8010000 0x100000>;};
uart0: serial@10000000 { interrupts = <GIC_SPI 33 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; interrupt-parent = <&intc>;};GIC-v3는 3 cell을 씁니다 (SPI/PPI·number·trigger type).
#Pin Mux
pinctrl: pinctrl@40020000 { uart0_pins: uart0-pinmux { pins = "PA9", "PA10"; function = "uart"; bias-disable; };};
uart0: serial@10000000 { pinctrl-names = "default"; pinctrl-0 = <&uart0_pins>;};부팅 시 kernel이 자동으로 pin mux를 설정합니다.
#I²C·SPI Device 등록
&i2c1 { status = "okay"; clock-frequency = <400000>;
eeprom@50 { compatible = "atmel,24c256"; reg = <0x50>; pagesize = <64>; };
rtc@68 { compatible = "dallas,ds3231"; reg = <0x68>; };};
&spi1 { status = "okay";
flash@0 { compatible = "winbond,w25q128"; reg = <0>; spi-max-frequency = <50000000>; };};&i2c1은 다른 곳에서 정의된 노드를 증강합니다 (label reference).
#Status Property
&uart2 { status = "disabled"; };&i2c3 { status = "okay"; };"okay"는 kernel 활성화, "disabled"는 비활성을 의미합니다. 보드별로 다른 peripheral on/off에 사용합니다.
#Compatible — Driver Matching
compatible = "ti,am335x-uart", "ns16550a";Linux kernel은 순차 검색을 합니다. ti,am335x-uart 매칭 driver가 우선이고, 없으면 ns16550a로 넘어갑니다.
#Driver 측
static const struct of_device_id my_uart_of_match[] = { { .compatible = "ti,am335x-uart" }, { },};MODULE_DEVICE_TABLE(of, my_uart_of_match);#Reading Property from Driver
static int my_probe(struct platform_device *pdev) { struct device_node *np = pdev->dev.of_node; u32 freq; const char *label;
of_property_read_u32(np, "clock-frequency", &freq); of_property_read_string(np, "label", &label);
/* MMIO mapping */ void __iomem *base = devm_platform_ioremap_resource(pdev, 0); if (IS_ERR(base)) return PTR_ERR(base);
/* IRQ */ int irq = platform_get_irq(pdev, 0); if (irq < 0) return irq;
/* GPIO */ struct gpio_desc *gpio = devm_gpiod_get(&pdev->dev, "reset", GPIOD_OUT_LOW);
return 0;}devm_* 변종은 자동 release를 제공합니다. driver unload 시 cleanup이 자동으로 일어납니다.
#Device Tree Overlay
런타임에 DT를 변경합니다. PR Capes·shields·hot-plug device에 씁니다.
/dts-v1/;/plugin/;
&i2c1 { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; status = "okay";
new_sensor: sensor@68 { compatible = "bosch,bmp280"; reg = <0x68>; };};dtc -@ -I dts -O dtb -o overlay.dtbo overlay.dts
# Raspberry Pi / BeagleBonesudo dtoverlay overlay.dtbo부팅 시 적용도, 동적 적용도 모두 가능합니다.
#/proc/device-tree·dtdiff
# 현재 kernel 본 DTls /proc/device-tree/cat /proc/device-tree/model
# dtdiffdtc -I fs /proc/device-tree | less/sys/firmware/devicetree/base/도 같은 내용을 담고 있습니다.
#DTC 컴파일 시 -@ 옵션
dtc -@ -I dts -O dtb -o board.dtb board.dts-@ 옵션은 symbol table을 포함시킵니다. 이렇게 하면 overlay가 symbol reference를 할 수 있습니다.
#자주 하는 실수
⚠️
#address-cells부모 vs 자식
soc { #address-cells = <1>; // 자식 reg의 address cell 수
uart@10000000 { reg = <0x10000000 0x100>; // 1 address cell + 1 size cell };};자식의 reg은 *부모의 #address-cells*를 따릅니다. 헷갈리기 쉬운 부분입니다.
⚠️
phandle사용 시 label 없음
gpio_controller@40020000 { // ← label 없음 /* ... */};
leds { gpios = <&gpio_controller 12 0>; // ← undefined reference};label 정의가 필수입니다.
gpio_controller: gpio_controller@40020000 { ... };⚠️ Disabled 노드의 child도 disable
&i2c1 { status = "disabled"; sensor@50 { ... }; // ← parent disabled, driver probe 안 됨};⚠️ DTB 로드 시 옛 binary
make dtbscp arch/arm/boot/dts/myboard.dtb /boot/Bootloader가 옛 DTB를 가리키면 변경이 무효가 됩니다. /boot/extlinux/extlinux.conf 또는 u-boot env를 확인합니다.
#정리
- DTS는 hardware 토폴로지 선언입니다. kernel·bootloader가 읽습니다.
- 핵심은
compatible·reg·interrupts·status입니다. - Phandle로 cross-reference를 만듭니다.
- Linux driver는
compatible매칭으로 probe를 수행합니다. - Overlay는 런타임 DT 수정입니다.
/proc/device-tree로 현재 상태를 확인합니다.
다음 편은 Bootloader U-Boot입니다.
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