4. 设备树基础（DTS）：从语法到Rockchip实战

设备树，说白了就是描述硬件的一张“地图”。Linux内核通过它才知道你板子上接了哪些外设、内存多大、中断怎么连。我刚开始接触嵌入式Linux时，总觉得DTS就是个配置文件，后来踩了几次坑才明白——它其实是驱动和硬件之间的“翻译官”。

4.1 DTS语法入门：节点、属性、reg、interrupts

先看一个最简单的设备树节点长什么样：

/dts-v1/;

/ {
    model = "Rockchip RK3588 EVB Board";
    compatible = "rockchip,rk3588-evb", "rockchip,rk3588";

    chosen {
        stdout-path = &uart2;
    };

    memory@a00000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x0 0xa00000 0x0 0x80000000>;
    };

    uart2: serial@fe660000 {
        compatible = "rockchip,rk3588-uart", "snps,dw-apb-uart";
        reg = <0x0 0xfe660000 0x0 0x100>;
        interrupts = <0 252 4>;
        clocks = <&cru SCLK_UART2>, <&cru PCLK_UART2>;
        clock-names = "baudclk", "apb_pclk";
        status = "disabled";
    };
};

这里有几个关键概念，我一个个说。

4.1.1 节点（Node）

每个硬件设备或总线都是一个节点。节点用{ }包裹，可以嵌套。节点名格式是name@address，比如serial@fe660000。@后面的地址只是为了区分同名节点，不是必须的。

4.1.2 属性（Property）

属性就是键值对。值可以是字符串、32位整数数组、64位整数数组、字节数组等。常见的属性有：

• compatible：驱动匹配的关键字。内核通过它找到对应的驱动。
• status：设备状态，okay表示启用，disabled表示禁用。
• model：板子型号描述。

4.1.3 reg属性——地址资源

reg描述设备的地址空间。格式是<地址 长度>，可以有多组。比如：

reg = <0x0 0xfe660000 0x0 0x100>;

这表示UART2的寄存器基地址是0xfe660000，映射范围0x100字节。为什么是两组<地址 长度>？因为RK3588是64位SoC，地址用两个32位单元表示高32位和低32位。

4.1.4 interrupts属性——中断资源

interrupts描述设备使用的中断号。格式取决于中断控制器。在RK3588上，GIC（通用中断控制器）使用三个单元：

interrupts = <0 252 4>;

• 第一个值：中断类型，0=SPI（共享外设中断），1=PPI（私有外设中断）
• 第二个值：中断号，252是UART2的中断号
• 第三个值：触发方式，4=高电平触发，1=上升沿触发

4.2 Rockchip平台DTS文件结构

Rockchip的DTS文件组织方式很有代表性。我拿RK3588举例，它的设备树文件分三层：

为什么要分层？说白了就是复用。SoC厂商（Rockchip）提供rk3588.dtsi，板卡厂商只需要写自己的板级dts，然后#include进去，再修改或添加板级特有的节点就行。

4.2.1 rk3588.dtsi 里有什么？

打开这个文件，你会看到几百个节点。我挑几个典型的：

• cpus：CPU核心描述，4个Cortex-A76 + 4个Cortex-A55
• gic：中断控制器，GIC-600
• cru：时钟复位单元，管理所有时钟和复位信号
• i2c0 ~ i2c8：9个I2C控制器
• uart0 ~ uart9：10个UART控制器
• pinctrl：引脚复用控制器

每个外设节点都定义了reg、interrupts、clocks等基础属性。板级dts只需要设置status = "okay"，然后配置pinctrl引脚复用即可。

4.2.2 rk3588-evb.dts 怎么用？

看一个实际例子：

// rk3588-evb.dts
/dts-v1/;
#include "rk3588.dtsi"

&uart2 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&uart2m0_xfer>;
};

&i2c0 {
    status = "okay";
    clock-frequency = <400000>;
    
    hym8563: rtc@51 {
        compatible = "haoyu,hym8563";
        reg = <0x51>;
        status = "okay";
    };
};

注意这里的&uart2语法——这是设备树的“引用”机制。它表示修改rk3588.dtsi中定义的uart2节点，添加或覆盖属性。这样就不用把整个节点复制一遍。

4.3 编译与反编译DTB

DTS是文本文件，内核不能直接解析。需要编译成二进制DTB文件。工具链是dtc（Device Tree Compiler）。

4.3.1 编译DTS到DTB

# 基本编译
dtc -I dts -O dtb -o rk3588-evb.dtb rk3588-evb.dts

# 带调试信息（方便定位错误）
dtc -I dts -O dtb -o rk3588-evb.dtb rk3588-evb.dts -@

# 检查语法错误
dtc -I dts -O dtb rk3588-evb.dts 2>&1 | head -20

如果编译报错，最常见的原因是：

• 缺少#include的头文件（如.dtsi文件路径不对）
• 引用了未定义的标签（比如&uart2但uart2没定义）
• 属性值格式错误（比如reg少了一个<>）

4.3.2 反编译DTB到DTS

调试时经常需要看实际运行的设备树是什么样。反编译命令：

# 反编译DTB
dtc -I dtb -O dts -o rk3588-evb-decompiled.dts rk3588-evb.dtb

# 查看设备树结构（只显示节点名）
dtc -I dtb -O dts rk3588-evb.dtb | grep "^[a-zA-Z]" | head -30

4.3.3 在Linux内核中编译DTS

如果你在内核源码树里工作，更推荐用内核的编译系统：

# 只编译设备树
make ARCH=arm64 dtbs

# 编译指定板子的设备树
make ARCH=arm64 rk3588-evb.dtb

# 编译后输出在 arch/arm64/boot/dts/rockchip/ 下

内核编译系统会自动处理#include依赖和头文件路径，比手动调用dtc省心很多。

4.4 设备树知识体系总览

下面这张图总结了本章的核心内容，从DTS语法到编译部署的完整链路：

4.5 避坑指南

最后分享几个我实际踩过的坑：

• 中断号写错：我曾经把SPI中断号写成了PPI，结果驱动注册中断失败，内核报irq: no irq handler。查了半天才发现是中断类型字段写错了。
• reg地址不对齐：RK3588的某些外设要求寄存器地址按4KB对齐。如果reg的起始地址没对齐，驱动访问时可能触发对齐异常。
• 忘记设置status：SoC dtsi里默认status = "disabled"，板级dts必须显式设置status = "okay"。我刚开始经常忘记，结果设备树里明明有节点，内核就是不枚举。
• pinctrl配置冲突：两个外设用了同一个引脚，编译不报错，但运行时只有一个能工作。这种问题最难查，建议用pinctrl的调试接口检查引脚复用状态。