第二课：设备树基础语法——节点、属性、标签、别名、包含与宏

各位同学，欢迎来到设备树学习的第二站。上一章我们聊了设备树是干什么的，今天咱们就动手拆解它的语法结构。说白了，设备树就是一个描述硬件信息的文本文件，但它的语法规则很严谨，写错了内核就不认账。

我个人习惯把设备树比作一张「硬件清单」。你想想看，你要给一个嵌入式板子写驱动，总得告诉内核：CPU 是什么、内存多大、I2C 控制器挂在哪、GPIO 引脚怎么接……这些信息，全写在设备树里。而节点和属性，就是这张清单上的「条目」和「具体参数」。

一、节点（Node）与属性（Property）

节点是设备树的基本组成单元。每个节点代表一个硬件设备或总线，用花括号 {} 包裹。属性则是节点的具体描述，比如地址、中断号、时钟频率等。

来看一个最简单的例子：

/dts-v1/;

/ {
    model = "MyBoard v1.0";
    compatible = "vendor,myboard";

    cpu@0 {
        compatible = "arm,cortex-a7";
        reg = <0x0>;
    };

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x10000000>;
    };
};

这里 / 是根节点，代表整个板子。根节点下面有两个子节点：cpu@0 和 memory@80000000。每个节点里都有属性，比如 compatible、reg。属性值可以是字符串、数字、数组等。

我在项目中遇到过一个问题：有同事把 reg 的地址写成了十进制，结果内核解析时直接崩溃。嗯，这里要注意，reg 里的数字默认是十六进制，别写成 0x80000000 以外的格式。

二、标签（Label）与别名（Alias）

标签和别名，说白了就是给节点起个「外号」。为什么要这么做？因为设备树里节点名可能很长，比如 soc/spi@ff110000，每次引用都写全路径太痛苦了。

标签的写法很简单，在节点名前加个冒号：

spi0: spi@ff110000 {
    compatible = "vendor,spi-controller";
    reg = <0xff110000 0x1000>;
};

这样，spi0 就成了这个节点的标签。在其他地方引用时，可以用 &spi0 来指向它。比如在板级文件里覆盖属性：

&spi0 {
    status = "okay";
    clock-frequency = <1000000>;
};

别名则是在根节点下的 aliases 节点里定义的：

/ {
    aliases {
        spi0 = &spi0;
        serial0 = &uart0;
    };
};

我个人习惯用标签来引用节点，因为更直观。别名主要用于一些历史遗留的驱动，或者需要给用户空间提供固定名称的场景。

三、包含文件（#include）与 dtsi

一个复杂的板子，设备树可能有上千行。如果所有内容都写在一个文件里，维护起来简直是噩梦。所以设备树支持 #include 预处理指令，和 C 语言一样。

.dtsi 文件是设备树的「头文件」，通常存放 SoC 公共部分，比如 CPU 核心、中断控制器、时钟等。而 .dts 文件是具体的板级文件，只写板子特有的内容。

举个例子：

// myboard.dts
#include "soc.dtsi"
#include "myboard-pinctrl.dtsi"

/ {
    model = "MyBoard v2.0";
    compatible = "vendor,myboard";

    &uart0 {
        status = "okay";
        baud-rate = <115200>;
    };
};

而 soc.dtsi 里定义了 SoC 的公共节点：

// soc.dtsi
/ {
    uart0: uart@ff100000 {
        compatible = "vendor,uart";
        reg = <0xff100000 0x1000>;
        interrupts = <0 33 4>;
        status = "disabled";
    };
};

这样，不同板子只需要包含同一个 soc.dtsi，然后覆盖自己需要的节点即可。你想想看，如果每个板子都重复写一遍 UART 的定义，那得多累？

四、注释与宏定义

设备树的注释和 C 语言一样，支持两种风格：

• // 单行注释
• /* 多行注释 */

我建议在设备树里多写注释，尤其是那些「为什么这么配」的地方。比如：

// 这个 GPIO 必须拉高，否则 PMIC 不启动
gpio-hog {
    gpios = <&gpio0 5 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    output-high;
};

宏定义则依赖 C 预处理器。设备树文件经过 cpp（C 预处理器）处理后才被编译，所以你可以用 #define 定义常量：

#define GPIO_ACTIVE_HIGH 0
#define GPIO_ACTIVE_LOW  1

/ {
    led {
        gpios = <&gpio0 10 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    };
};

不过要注意，宏定义只在 .dts 文件里有效，.dtsi 里如果用了宏，必须在包含之前定义好。我曾经踩过这个坑：在 soc.dtsi 里用了 IRQ_TYPE_EDGE_RISING，但忘记在板级文件里 #define，结果编译报错说宏未定义。

知识体系总览

下面这张图总结了本章的核心内容，你可以把它当作一个快速参考：

好了，这一章的内容就到这里。设备树的语法其实不复杂，关键是多写多练。你可以在自己的开发板上试着写一个简单的设备树，从根节点开始，慢慢添加 CPU、内存、串口等节点。遇到问题不要怕，编译器的报错信息会告诉你哪里写错了。

记住，设备树是给内核看的「硬件说明书」，写清楚、写规范，后面调试驱动时会省很多事。