3. 设备树节点与属性

设备树（Device Tree）是嵌入式 Linux 中描述硬件拓扑的核心数据结构。节点（Node）与属性（Property）构成了设备树的骨架与血肉。理解节点命名规则、路径寻址方式以及各类属性的语义，是编写正确设备树源文件（.dts）和设备树覆盖（.dtso）的基础。

3.1 节点命名规则

每个设备树节点必须遵循严格的命名规范，以确保编译器和内核能够正确解析。节点名称由两部分组成：节点名和可选的单元地址。

3.2 节点路径

设备树采用类似文件系统的树形结构，每个节点都可以通过绝对路径或相对路径唯一标识。路径由斜杠（/）分隔的节点名序列组成。

• 根节点：用单个斜杠 / 表示，是整个设备树的起点。
• 绝对路径：从根节点开始，逐级向下，如 /soc/bus@1f00000/serial@1f01000。
• 标签引用：通过 &label 语法引用节点，常用于覆盖（overlay）中，如 &uart1。
• 别名（aliases）：在 /aliases 节点中定义短名称，如 serial0 = &uart1;，便于 bootloader 和内核快速查找。

3.3 标准属性详解

设备树规范定义了一组标准属性，用于描述设备的基本硬件特征。以下是最常用的四个标准属性。

3.3.1 compatible 属性

compatible 是设备树中最重要的属性，用于将设备节点与内核驱动程序进行匹配。它是一个字符串列表，按优先级从高到低排列。

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

3.3.2 reg 属性

reg 属性描述设备在总线上的地址空间，由一组地址-长度对组成。其格式由父节点的 #address-cells 和 #size-cells 属性决定。

#address-cells = <1>;   // 地址占 1 个 32 位单元
#size-cells    = <1>;   // 长度占 1 个 32 位单元

serial@1f01000 {
    reg = <0x1f01000 0x1000>;  // 起始地址 0x1f01000，长度 0x1000
};

3.3.3 interrupts 属性

interrupts 属性描述设备使用的中断资源。其格式由父节点或根节点中的 #interrupt-cells 属性定义。常见的中断控制器（如 GIC）通常使用 3 个 cell：

interrupts = <0 33 4>;
// cell 0: 中断类型（0=SPI, 1=PPI）
// cell 1: 中断号（33）
// cell 2: 中断触发标志（4=高电平触发）

3.3.4 status 属性

status 属性控制设备的启用状态，是覆盖操作中最常修改的属性之一。

3.4 自定义属性

设备树允许开发者定义非标准的自定义属性，用于传递板级特定参数或驱动私有数据。自定义属性必须遵循以下规则：

• 命名空间：建议使用厂商前缀作为属性名开头，如 myvendor,led-gpio，避免与未来标准属性冲突。
• 数据类型：支持 <u32>（32 位整数）、<u64>（64 位整数）、string（字符串）、byte-array（字节数组）、phandle（节点引用）等。
• 驱动读取：内核驱动通过 of_property_read_u32()、of_property_read_string() 等 API 读取自定义属性。

gpio-leds {
    compatible = "gpio-leds";
    led-0 {
        label = "heartbeat";
        gpios = <&gpio1 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        linux,default-trigger = "heartbeat";
        myvendor,blink-pattern = <100 200>;  // 自定义属性：亮100ms，灭200ms
    };
};

3.5 节点与属性结构总览

下图展示了设备树中节点、路径、标准属性与自定义属性的完整结构关系。

3.6 属性数据类型速查表

设备树属性支持多种数据类型，在编写 .dts 或 .dtso 文件时需正确使用对应的编码语法。

3.7 覆盖中的节点与属性操作

在设备树覆盖（.dtso）中，对节点和属性的操作遵循增量修改原则：覆盖只添加或修改指定的属性，未提及的属性保持不变。

// 覆盖示例：启用 I2C 控制器并添加 EEPROM 子设备
/dts-v1/;
/plugin/;

&i2c1 {
    status = "okay";                    // 修改 status 属性
    clock-frequency = <400000>;         // 添加自定义时钟频率属性

    eeprom@50 {
        compatible = "atmel,24c02";
        reg = <0x50>;
        pagesize = <16>;               // 自定义属性
    };
};