4. 设备树基础语法：dts/dtsi/dtb 文件格式、节点与属性

设备树，说白了就是一块「硬件描述板」。它告诉内核：你有哪些外设、它们挂在哪根总线上、地址是多少、中断怎么接。没有它，Linux 内核就是个瞎子，连串口都不知道去哪找。

我记得刚接触设备树那会儿，看着一堆 .dts 文件，心里直犯嘀咕：这不就是个 XML 的变种吗？后来调 NPU 驱动时被设备树坑过几次，才老老实实把语法啃了一遍。今天咱们就把这块硬骨头啃下来。

4.1 三种文件格式：dts、dtsi、dtb

先搞清楚这三个东西是干嘛的：

.dtsi 就像 C 语言的 .h 头文件。芯片厂商会把 SoC 的公共部分——比如 CPU 核、GIC 中断控制器、UART 外设——都放在 .dtsi 里。板级工程师只需要写 .dts，然后 #include 进来，再添加板子特有的东西，比如 GPIO 按键、LED、外接的摄像头传感器。

4.2 节点与属性：设备树的基本单元

设备树的语法其实很简单。一个节点代表一个设备，属性描述这个设备的特征。来看个例子：

/dts-v1/;

#include "rk3588.dtsi"

/ {
    model = "Edge AI Board v1.0";
    compatible = "mycompany,edge-ai-board", "rockchip,rk3588";

    chosen {
        stdout-path = &uart2;
    };

    npu: npu@fdab0000 {
        compatible = "rockchip,rk3588-npu";
        reg = <0x0 0xfdab0000 0x0 0x10000>;
        interrupts = <GIC_SPI 82 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
        clocks = <&cru CLK_NPU>;
        clock-names = "npu";
        status = "okay";
    };
};

这里有几个关键点：

• 根节点：/ 是设备树的根，所有设备都挂在这个根下面。
• 节点名：npu@fdab0000，@ 后面是寄存器基地址，用来区分同名节点。
• 标签：npu: 是标签，方便其他地方引用。比如 &npu 就代表这个节点。
• 属性：compatible、reg、interrupts 这些都是属性，每个属性都有固定的格式。

4.3 标准属性详解

设备树里有一堆标准属性，内核的驱动框架就靠它们来匹配设备和驱动。我挑三个最常用的讲：

4.3.1 compatible：驱动匹配的钥匙

compatible 是设备树里最重要的属性，没有之一。它的格式是 "厂商,设备型号"，内核通过它找到对应的驱动。

compatible = "mycompany,edge-ai-board", "rockchip,rk3588";

内核匹配时，会从左到右依次尝试。第一个匹配不上，就用第二个。这给兼容性留了空间——你可以先写自己的型号，再写通用的型号。

我在项目中遇到过一个问题：NPU 驱动死活不 probe，打印说 of_match_table 没匹配上。查了半天，发现 .dts 里写的是 "rockchip,rk3588-npu"，但驱动里写的是 "rockchip,rk3588-npu-v2"。就差一个 -v2，驱动就不认了。

4.3.2 reg：告诉驱动去哪找寄存器

reg 描述设备的地址空间。格式是 <地址 长度>，可以有多个地址段。

reg = <0x0 0xfdab0000 0x0 0x10000>;

这个例子表示：NPU 的寄存器基地址是 0xfdab0000，地址范围是 0x10000（64KB）。为什么是两对？因为这是 64 位地址，高 32 位是 0x0，低 32 位是 0xfdab0000。

4.3.3 interrupts：中断怎么接

interrupts 描述设备的中断信息。格式取决于中断控制器，ARM 平台一般用 GIC（Generic Interrupt Controller）。

interrupts = <GIC_SPI 82 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;

三个字段的含义：

• 中断类型：GIC_SPI 是共享外设中断，GIC_PPI 是私有外设中断。
• 中断号：82，这是硬件中断号，不是 Linux 的 IRQ 号。
• 触发方式：IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 是高电平触发，还有上升沿、下降沿等。

你想想看，如果中断号写错了，驱动注册的中断永远不会触发。或者触发方式写错了，中断可能被触发两次。这些坑我都踩过。

4.4 phandle 与标签：设备树里的指针

设备树里经常需要引用其他节点，比如时钟控制器、中断控制器、GPIO 控制器。这时候就需要 phandle（指针句柄）和标签。

标签就是节点名前面的那个标识符：

npu: npu@fdab0000 {
    ...
};

这里的 npu: 就是标签。其他地方可以用 &npu 来引用这个节点。比如：

clocks = <&cru CLK_NPU>;

这表示 NPU 的时钟来自 cru 节点（Clock and Reset Unit）的 CLK_NPU 时钟输出。

编译时，设备树编译器会把 &npu 转换成 phandle——一个 32 位的整数指针。内核解析时，通过这个 phandle 找到对应的节点。

4.5 知识结构图

下面这张图把设备树的核心概念串起来了：

4.6 编译与反编译

设备树源文件需要编译成 .dtb 才能被内核使用。工具是 dtc（Device Tree Compiler）。

# 编译：dts → dtb
dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts

# 反编译：dtb → dts
dtc -I dtb -O dts -o myboard.dts myboard.dtb

反编译是调试利器。内核启动时如果报设备树错误，你可以把 .dtb 反编译成 .dts，看看实际解析出来的内容对不对。我曾经用这个办法发现了一个 reg 属性被编译后地址偏移了 4 字节的问题——因为 .dts 里少写了一个 0x0 占位。