第四节：根节点与compatible属性

好，咱们今天聊聊设备树里最基础、也最容易让人忽略的两个东西——根节点和compatible属性。

说实话，我刚接触设备树那会儿，觉得根节点不就是个壳子嘛，随便写写就行。后来踩了坑才明白，根节点和compatible属性，其实是整个设备树和内核匹配的“第一道关卡”。

根节点的定义

每个设备树文件，有且只有一个根节点。它用 / 表示，是所有其他节点的父节点。说白了，它就是整棵树的根。

/ {
    model = "TI AM335x BeagleBone Black";
    compatible = "ti,am335x-bone-black", "ti,am335x-bone", "ti,am33xx";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    
    chosen {
        stdout-path = &uart0;
    };
    
    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x10000000>;
    };
    
    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a8";
            device_type = "cpu";
            reg = <0>;
        };
    };
};

根节点里一般放什么？我总结了几样东西：

• model：板子的名字，给人看的。比如 "TI AM335x BeagleBone Black"
• compatible：板子的兼容性标识，给内核看的。这个最重要，后面细说
• #address-cells 和 #size-cells：定义地址和大小字段的宽度，默认是32位
• chosen：存放引导参数，比如控制台串口
• memory：描述板子的内存布局
• cpus：描述CPU信息

嗯，这里要注意：根节点里不要放外设节点。外设节点应该挂在对应的总线下面，比如 ocp、axi 或者 amba 总线节点里。我见过有人把所有东西都塞根节点里，那叫一个乱。

compatible属性的作用

compatible属性，说白了就是告诉内核：“我是谁，我能兼容谁”。

它的格式是一个字符串列表，按优先级从高到低排列：

compatible = "ti,am335x-bone-black", "ti,am335x-bone", "ti,am33xx";

内核在匹配时，会从左到右依次尝试。先看有没有专门针对 "ti,am335x-bone-black" 的驱动，没有就试 "ti,am335x-bone"，再没有就试 "ti,am33xx"。

为什么会这样设计？你想想看，一个芯片厂商可能出很多款板子，但核心SoC是一样的。如果每块板子都要写一个驱动，那太累了。所以用compatible做兼容性匹配，驱动可以写一个，支持多个板子。

匹配规则详解

内核的匹配过程，我画了个图，方便你理解：

匹配规则其实就一句话：设备树提供兼容列表，驱动提供匹配列表，内核取交集。

具体到代码层面，驱动里是这样写的：

static const struct of_device_id my_driver_of_match[] = {
    { .compatible = "ti,am335x-bone-black", },
    { .compatible = "ti,am33xx", },
    { /* sentinel */ }
};

static struct platform_driver my_driver = {
    .driver = {
        .name = "my_driver",
        .of_match_table = my_driver_of_match,
    },
    .probe = my_driver_probe,
    .remove = my_driver_remove,
};

当内核发现设备树的compatible里有 "ti,am335x-bone-black"，而驱动的of_match_table里也有它，那就匹配上了。驱动probe函数被调用，开始干活。

板级兼容性设计

这块是我觉得最有意思的。什么叫板级兼容性？就是一块板子，换了个型号，但硬件改动不大，能不能共用同一个设备树？

我举个例子。假设我们公司做了两款板子：

• Board-A：有LED、按键、UART、I2C
• Board-B：在Board-A基础上，多了个SPI Flash，少了两个按键

如果为每块板子都写一个完整的设备树，那太浪费了。更好的做法是：

// am335x-board-common.dtsi（公共部分）
/ {
    model = "Common AM335x Board";
    compatible = "ti,am33xx";
    
    chosen {
        stdout-path = &uart0;
    };
    
    leds {
        compatible = "gpio-leds";
        led0 {
            label = "heartbeat";
            gpios = <&gpio1 0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        };
    };
    
    uart0: serial@44e09000 {
        compatible = "ti,am3352-uart", "ti,omap3-uart";
        reg = <0x44e09000 0x2000>;
    };
};

// am335x-board-a.dts（Board-A专用）
#include "am335x-board-common.dtsi"

/ {
    model = "Board-A";
    compatible = "vendor,board-a", "ti,am33xx";
    
    keys {
        compatible = "gpio-keys";
        key0 {
            label = "SW1";
            gpios = <&gpio2 1 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        };
        key1 {
            label = "SW2";
            gpios = <&gpio2 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        };
    };
};

// am335x-board-b.dts（Board-B专用）
#include "am335x-board-common.dtsi"

/ {
    model = "Board-B";
    compatible = "vendor,board-b", "ti,am33xx";
    
    keys {
        compatible = "gpio-keys";
        key0 {
            label = "SW1";
            gpios = <&gpio2 1 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        };
    };
    
    spi0: spi@48030000 {
        compatible = "ti,am3352-spi", "ti,omap4-spi";
        reg = <0x48030000 0x1000>;
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        
        flash@0 {
            compatible = "jedec,spi-nor";
            reg = <0>;
            spi-max-frequency = <50000000>;
        };
    };
};

你看，公共部分抽到 .dtsi 文件里，不同板子只写差异部分。这样维护起来轻松多了。

compatible的命名规范

这个其实没有硬性规定，但业界有个约定俗成的格式：

compatible = "厂商,型号", "厂商,系列", "厂商,架构";

比如：

级别	示例	说明
最精确	"ti,am335x-bone-black"	具体到某个板子型号
较通用	"ti,am335x-bone"	同一系列板子
最通用	"ti,am33xx"	同一SoC系列

厂商名一般用小写，型号用连字符连接。不要用下划线，不要用大写。这是Linux内核社区的惯例。

实际项目中的经验

最后分享一个我实际项目中的案例。当时做一款工业控制板，用了NXP的i.MX6ULL芯片。板子有两个版本：

• V1.0：DDR3 256MB，NAND Flash 256MB
• V2.0：DDR3 512MB，NAND Flash 512MB，多了个以太网口

我一开始想偷懒，共用同一个设备树，只在uboot里改内存大小。结果发现V2.0的以太网口初始化有问题，因为设备树里没配第二个网口的引脚复用。

后来我老老实实做了两个设备树：

// imx6ull-board-v1.dts
/ {
    compatible = "vendor,imx6ull-board-v1", "fsl,imx6ull";
    memory@80000000 {
        reg = <0x80000000 0x10000000>;  // 256MB
    };
};

// imx6ull-board-v2.dts
/ {
    compatible = "vendor,imx6ull-board-v2", "fsl,imx6ull";
    memory@80000000 {
        reg = <0x80000000 0x20000000>;  // 512MB
    };
    
    &fec2 {
        pinctrl-0 = <&pinctrl_enet2>;
        phy-mode = "rmii";
        status = "okay";
    };
};

嗯，这件事给我的教训是：兼容性设计要适度，不要为了省事而牺牲正确性。该分开的就分开，该共用的就共用。

好了，根节点和compatible属性就讲这么多。记住一句话：根节点是设备树的入口，compatible是内核匹配的钥匙。这两个搞明白了，后面学其他节点就顺了。