设备树语法详解：节点、属性与包含文件

设备树（Device Tree）说白了就是一块描述硬件的数据结构。我刚开始接触时也觉得它挺绕，后来发现它其实就是个树形结构——根节点下面挂子节点，子节点下面再挂子节点，每个节点上贴一堆标签（属性）。今天咱们就把这棵树的语法掰开揉碎了讲清楚。

2.1 节点（Node）与属性（Property）

设备树的基本单位是节点。每个节点代表一个硬件设备或总线。节点可以嵌套，形成层级关系。

/dts-v1/;

/ {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;

    cpu@0 {
        compatible = "arm,cortex-a9";
        reg = <0x0 0x100>;
    };

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x40000000>;  /* 1GB RAM */
    };

    serial@101f1000 {
        compatible = "ns16550";
        reg = <0x101f1000 0x1000>;
        interrupts = <0x0 0x1 0x4>;
    };
};

看到这个结构了吗？/ 是根节点，下面挂了三个子节点。每个节点用 @ 后面的地址来区分同一层级的不同实例。比如 cpu@0 和 cpu@1 就是两个不同的 CPU 核心。

节点命名规则：

• node-name@unit-address 格式
• node-name 是通用名称，比如 serial、i2c、spi
• unit-address 是设备在总线上的地址，通常与 reg 属性的第一个地址一致
• 如果节点没有地址（比如根节点），可以省略 @ 部分

2.2 标准属性详解

属性就是键值对。值可以是整数、字符串、字节数组，或者它们的组合。下面这几个属性是设备树的“标配”，几乎每个节点都会用到。

2.2.1 compatible —— 驱动匹配的关键

compatible 是设备树里最重要的属性。它告诉内核：“这个设备是什么型号，可以用哪个驱动”。

compatible = "vendor,device", "generic,device";

内核匹配驱动时，会从左到右依次尝试。第一个匹配上了就用第一个，否则试第二个。我遇到过一个问题：某款芯片的 I2C 控制器兼容性字符串写反了，结果内核加载了通用驱动，导致高速模式打不开。排查了一整天才发现是字符串顺序问题。

2.2.2 reg —— 地址与大小

reg 描述设备的地址空间。格式是 <地址 长度> 的序列。

reg = <0x101f1000 0x1000>;  /* 基地址 0x101f1000，长度 4KB */

地址和长度的位数由父节点的 #address-cells 和 #size-cells 决定。比如：

#address-cells = <2>;  /* 地址用两个 32 位整数表示，即 64 位 */
#size-cells = <1>;     /* 长度用一个 32 位整数表示 */

那么 reg = <0x0 0x80000000 0x40000000> 就表示地址 0x80000000（高 32 位是 0），长度 0x40000000（1GB）。

属性	含义	示例
#address-cells	地址字段占几个 32 位整数	<1> 表示 32 位地址
#size-cells	长度字段占几个 32 位整数	<1> 表示 32 位长度
reg	地址空间列表	<0x1000 0x100>

2.2.3 interrupts —— 中断连接

描述设备使用哪个中断。格式取决于中断控制器。

interrupts = <0x0 0x1 0x4>;
interrupt-parent = <&gic>;

这里 interrupt-parent 指定中断控制器（通常是 GIC），interrupts 里的三个值分别是：中断类型（SPI=0，PPI=1）、中断号、触发方式（高电平=4，上升沿=1 等）。

2.2.4 其他常用属性

• status：设备状态。"okay" 表示启用，"disabled" 表示禁用。调试时很有用。
• device_type：设备类型。早期设备树用得比较多，现在基本被 compatible 取代了。
• label：给节点起个别名，方便在板级文件中引用。
• clock-frequency：时钟频率，常用于串口、I2C 等外设。

2.3 设备树包含文件（.dtsi）

一个芯片可能有几十种外设，如果每个板子都写一遍，那得累死。所以设备树引入了 .dtsi 文件，相当于 C 语言的头文件。

典型结构：

// imx6ull.dtsi —— SoC 级定义
/ {
    soc {
        aips1: aips-bus@2000000 {
            uart1: serial@2020000 {
                compatible = "fsl,imx6ul-uart", "fsl,imx-uart";
                reg = <0x2020000 0x4000>;
                interrupts = <GIC_SPI 26 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
                status = "disabled";
            };
        };
    };
};

// myboard.dts —— 板级文件
#include "imx6ull.dtsi"

/ {
    model = "MyBoard";
    compatible = "mycompany,myboard", "fsl,imx6ull";
};

&uart1 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart1>;
};

看到 &uart1 了吗？这是引用语法。在 .dtsi 里定义节点时加上标签（比如 uart1:），然后在板级文件里用 &uart1 引用它，就可以修改或追加属性。

2.4 知识体系结构图

下面这张图展示了设备树语法的核心结构，从根节点到属性，再到包含文件的组织方式：

2.5 实战：从零写一个设备树片段

假设我们要描述一个板子，上面有一颗 i.MX6ULL 芯片，带一个串口和一个 GPIO 按键。我会这样写：

// soc.dtsi —— SoC 通用定义
/ {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;

    soc {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        ranges;

        uart1: serial@2020000 {
            compatible = "fsl,imx6ul-uart", "fsl,imx-uart";
            reg = <0x2020000 0x4000>;
            interrupts = <0 26 4>;
            status = "disabled";
        };

        gpio1: gpio@2090000 {
            compatible = "fsl,imx6ul-gpio", "fsl,imx-gpio";
            reg = <0x2090000 0x4000>;
            interrupts = <0 66 4>;
            gpio-controller;
            #gpio-cells = <2>;
            status = "disabled";
        };
    };
};

// myboard.dts —— 板级文件
/dts-v1/;
#include "soc.dtsi"

/ {
    model = "My i.MX6ULL Board";
    compatible = "mycompany,imx6ull-board", "fsl,imx6ull";

    chosen {
        stdout-path = &uart1;
    };

    gpio-keys {
        compatible = "gpio-keys";
        user-button {
            label = "User Button";
            gpios = <&gpio1 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
            linux,code = <KEY_ENTER>;
        };
    };
};

&uart1 {
    status = "okay";
};

&gpio1 {
    status = "okay";
};