3. 设备树配置：I2S控制器节点、DMA通道绑定、时钟与GPIO配置、codec节点实例

设备树，说白了就是Linux内核用来描述硬件拓扑的“说明书”。你想想看，内核要驱动一个I2S音频接口，它得知道：I2S控制器挂在哪条总线上？用哪个DMA通道？主时钟从哪来？GPIO怎么配？Codec的I2C地址是多少？这些信息，全写在设备树里。

我个人习惯，拿到一块新板子，第一件事就是读它的设备树。不是看原理图，就是看dts。因为设备树里写的，就是硬件工程师和驱动开发者之间的“契约”。

3.1 I2S控制器节点

先看一个典型的I2S控制器节点。以三星Exynos系列为例，它的I2S控制器在设备树里长这样：

i2s0: i2s@3830000 {
    compatible = "samsung,s5pv210-i2s";
    reg = <0x03830000 0x100>;
    interrupts = <GIC_SPI 28 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
    dmas = <pdma0 9>, <pdma0 8>;
    dma-names = "tx", "rx";
    clocks = <&clock CLK_I2S0>, <&clock CLK_SCLK_I2S0>;
    clock-names = "i2s", "i2s_opclk0";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&i2s0_bus>;
    #sound-dai-cells = <0>;
    status = "okay";
};

这里每个字段都有讲究：

3.2 DMA通道绑定

I2S传输数据，靠的是DMA。CPU如果一条一条地去搬音频数据，那啥也别干了。所以，设备树里必须把DMA通道绑对。

看上面例子里的这两行：

dmas = <pdma0 9>, <pdma0 8>;
dma-names = "tx", "rx";

这里的意思是：

• 第一个DMA通道（pdma0的9号请求线）用于发送（tx）
• 第二个DMA通道（pdma0的8号请求线）用于接收（rx）

你想想看，如果我把dma-names写成"rx", "tx"，那播放音乐时，DMA会从录音通道拿数据，出来的声音就是一片噪音。嗯，我确实见过有人这么干过。

3.3 时钟与GPIO配置

时钟是I2S的心脏。没有正确的时钟，采样率就是空中楼阁。

设备树里时钟配置的核心是clocks和clock-names：

clocks = <&clock CLK_I2S0>, <&clock CLK_SCLK_I2S0>;
clock-names = "i2s", "i2s_opclk0";

这里有两个时钟：

• "i2s"：I2S控制器的总线时钟（APB时钟），用于寄存器访问
• "i2s_opclk0"：I2S的操作时钟（位时钟的根时钟），用于生成BCLK和LRCLK

我曾经遇到一个案例：板子播放16kHz采样率的音频没问题，但一换到48kHz就变调。查了半天，发现是i2s_opclk0的父时钟被设成了固定的24.576MHz，而这个频率无法通过分频精确得到48kHz的BCLK。后来改了时钟树，问题解决。

GPIO配置则通过pinctrl子系统完成：

pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&i2s0_bus>;

对应的引脚节点通常在另一个dtsi文件里：

i2s0_bus: i2s0-bus {
    samsung,pins = "gpi1-0", "gpi1-1", "gpi1-2", "gpi1-3";
    samsung,pin-function = <3>;  // I2S功能
    samsung,pin-pud = <0>;       // 无上下拉
    samsung,pin-drv = <0>;       // 驱动强度
};

3.4 Codec节点实例

Codec节点通常挂在I2C总线下，因为大多数Codec都是通过I2C来配置寄存器的。来看一个WM8960的实例：

&i2c1 {
    wm8960: wm8960@1a {
        compatible = "wlf,wm8960";
        reg = <0x1a>;
        clocks = <&clk IMX8MM_CLK_SAI3_ROOT>;
        clock-names = "mclk";
        #sound-dai-cells = <0>;
        wlf,shared-lrclk;
    };
};

这里要注意几个点：

• reg = <0x1a>：这是Codec的I2C地址。WM8960的7位地址是0x1a（如果ADDR引脚接地）。我见过有人写成0x34（那是8位地址），结果I2C探测不到设备。
• clocks：Codec的主时钟（MCLK），通常由SoC的某个时钟输出提供。频率一般是256×采样率或512×采样率。
• wlf,shared-lrclk：这是WM8960特有的属性，表示左右声道共用LRCLK。不是所有Codec都需要，具体看数据手册。

完整的音频设备树，还需要一个sound节点来把I2S控制器和Codec绑定在一起：

sound {
    compatible = "simple-audio-card";
    simple-audio-card,name = "wm8960-audio";
    simple-audio-card,format = "i2s";
    simple-audio-card,bitclock-master = <&sound_master>;
    simple-audio-card,frame-master = <&sound_master>;
    simple-audio-card,widgets =
        "Speaker", "Speaker",
        "Microphone", "Mic Jack";
    simple-audio-card,routing =
        "Speaker", "OUT3",
        "Mic Jack", "MIC1";

    sound_master: simple-audio-card,cpu {
        sound-dai = <&i2s0>;
    };

    simple-audio-card,codec {
        sound-dai = <&wm8960>;
    };
};

这个sound节点，说白了就是告诉内核：I2S控制器和Codec是一对，它们之间用I2S格式通信，主时钟由I2S控制器提供。

3.5 知识结构总览

下面这张图，把整个设备树配置的脉络梳理清楚了：

从这张图可以看得很清楚：I2S控制器、DMA通道、Codec节点，三者通过sound节点汇聚到一起。任何一个环节配置错误，音频流都跑不通。