第1章：设备树基础语法——节点、属性与.dts格式

大家好，我是你们的讲师。今天咱们聊聊设备树的基础语法。说实话，我刚接触设备树那会儿，也被它那套“树形结构”搞得有点懵。但后来我发现，这东西说白了就是个描述硬件的“配置文件”。你想想看，UEFI要启动操作系统，总得知道板子上接了哪些外设吧？设备树就是干这个的。

1.1 节点（Node）——设备树的“骨架”

设备树的结构，就像一棵倒着长的树。根节点是“/”，下面挂着一堆子节点。每个节点代表一个硬件设备或总线。我习惯把节点想象成“硬件设备的身份证”。

来看个最简单的例子：

/ {
    cpu {
        compatible = "arm,cortex-a72";
        reg = <0x0 0x100>;
    };

    memory {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x40000000>;
    };
};

这里“/”是根节点，“cpu”和“memory”是它的子节点。每个节点用花括号包裹，最后用分号结束。嗯，这里要注意：节点名不能重复，否则解析器会报错。我在项目中遇到过有人把两个I2C控制器都叫“i2c”，结果系统只认了第一个。

1.2 属性（Property）——节点的“血肉”

节点光有名字不行，还得有属性来描述它。属性就是键值对，格式是：

属性名 = 值;

值的类型有几种：

• 字符串：用双引号包着，比如 compatible = "ti,am335x-uart";
• 32位整数：用尖括号包着，比如 reg = <0x48020000 0x1000>;
• 64位整数：用两个尖括号，比如 reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x40000000>;
• 字节数组：用方括号，比如 local-mac-address = [00 11 22 33 44 55];
• 布尔值：只有属性名，没有值，比如 status = "disabled"; 或者直接写 status;（表示true）

我个人习惯把属性分成三类：标准属性、自定义属性和可选属性。标准属性是内核或UEFI固件必须识别的，自定义属性是驱动开发者自己加的，可选属性嘛，有最好，没有也能凑合。

1.3 标准属性详解

这部分是重点，我建议你记牢。标准属性就像硬件的“通用语言”，不管哪个平台都得懂。

1.3.1 compatible——设备匹配的“钥匙”

compatible 属性是设备树里最重要的属性之一。它告诉操作系统：“我是谁，我该用哪个驱动”。格式是 "厂商,设备型号"。比如：

compatible = "ti,am335x-uart", "ns16550";

这里有两个字符串，第一个是精确匹配，第二个是通用匹配。操作系统会按顺序尝试，直到找到能驱动的。我在项目中遇到过一个问题：有人把顺序写反了，结果系统用了通用驱动，没用到厂商优化过的驱动，性能差了一大截。所以，顺序很重要！

1.3.2 reg——地址与大小

reg 属性描述设备的地址空间。格式是 <地址 大小>，可以有多组。比如：

reg = <0x48020000 0x1000>;

这表示设备从0x48020000开始，占用0x1000字节。如果设备有多个地址段，可以写多组：

reg = <0x48020000 0x1000>, <0x48021000 0x100>;

嗯，这里要注意：地址和大小都是32位整数。如果地址超过4GB，就得用ranges属性配合#address-cells和#size-cells来处理。我曾经在调试一个64位平台时，忘了改#address-cells，结果地址被截断了，折腾了两天才发现。

1.3.3 interrupts——中断配置

中断属性描述设备怎么触发中断。格式取决于中断控制器。常见写法：

interrupts = <0 31 4>;
interrupt-parent = <&gic>;

这里interrupt-parent指向中断控制器节点，interrupts里的三个数字分别是：中断类型（0=SPI，1=PPI）、中断号、触发方式（1=上升沿，2=下降沿，4=高电平，8=低电平）。

我建议你写中断属性时，一定要查清楚中断控制器的spec。不同厂商的中断控制器，格式可能不一样。比如有些用interrupt-cells = <2>，有些用<3>。搞错了，中断就收不到。

1.3.4 其他标准属性

属性名	作用	示例
status	设备状态，"okay"表示启用，"disabled"表示禁用	status = "okay";
device_type	设备类型，通常用于内存节点	device_type = "memory";
model	设备型号，用于区分同一厂商的不同版本	model = "TI AM335x EVM";
phandle	节点句柄，用于其他节点引用	phandle = <1>;
ranges	地址转换，用于桥接不同地址空间	ranges = <0x0 0x80000000 0x10000>;

1.4 设备树源文件（.dts）格式

.dts文件是设备树的“源代码”。它用C语言风格的预处理器，支持#include、#define等宏。我习惯把公共部分放在.dtsi文件里，然后通过#include包含进来。比如：

// am335x.dtsi
#include <dt-bindings/interrupt-controller/irq.h>

/ {
    model = "TI AM335x";
    compatible = "ti,am335x";

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

        uart0: serial@48020000 {
            compatible = "ti,am335x-uart", "ns16550";
            reg = <0x48020000 0x1000>;
            interrupts = <72>;
            status = "disabled";
        };
    };
};

然后在具体板子的.dts里：

// am335x-evm.dts
#include "am335x.dtsi"

/ {
    model = "TI AM335x EVM";
    compatible = "ti,am335x-evm", "ti,am335x";

    &uart0 {
        status = "okay";
        clock-frequency = <48000000>;
    };
};

看到&uart0了吗？这是设备树的“引用语法”。它允许你在不破坏原有结构的情况下，修改某个节点的属性。我个人觉得这个设计非常巧妙，就像面向对象里的“继承”一样。

1.5 设备树编译与反编译

.dts文件不能直接给UEFI或内核用，得编译成.dtb（设备树二进制）文件。工具是dtc（Device Tree Compiler）。常用命令：

# 编译
dtc -I dts -O dtb -o am335x-evm.dtb am335x-evm.dts

# 反编译
dtc -I dtb -O dts -o am335x-evm.dts am335x-evm.dtb

我曾经在调试一个UEFI启动问题，发现设备树没生效。反编译一看，原来编译时忘了加-@选项，导致overlay功能没打开。嗯，细节决定成败啊。

1.6 知识体系结构图

下面我用一张SVG图来总结本章的知识结构：

好了，这一章的内容就到这里。设备树的基础语法其实不难，关键是多写、多编译、多调试。下一章我们会深入设备树的“地址映射”和“中断映射”，那才是真正考验功力的时候。

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