2. 设备树基础回顾：核心语法与关键属性

设备树（Device Tree，DT）是嵌入式 Linux 驱动开发中描述硬件拓扑的标准机制。它使用树形结构将 CPU、内存、外设、中断控制器等硬件资源以节点和属性的形式呈现，供内核在启动时解析并生成平台设备。理解设备树的语法与核心属性，是排查 reg 地址映射错误的前提。

2.1 设备树语法概览

设备树源文件（.dts）采用人类可读的文本格式，经过 dtc 编译为二进制 .dtb 后由 Bootloader 传递给内核。其基本结构如下：

/dts-v1/;

/ {
    model = "TI AM335x BeagleBone Black";
    compatible = "ti,am335x-bone-black", "ti,am335x-bone", "ti,am33xx";

    chosen {
        stdout-path = &uart0;
    };

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x10000000>;  /* 256 MB */
    };

    leds {
        compatible = "gpio-leds";
        led0 {
            label = "beaglebone:green:usr0";
            gpios = <&gpio1 21 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        };
    };
};

2.2 节点与属性

节点是设备树的骨架，属性是节点的具体描述。下表列出最常用的属性及其用途：

属性名	类型	用途说明	示例
compatible	字符串列表	匹配驱动，格式为 "厂商,型号"	"ti,am335x-uart"
reg	u32 数组	描述地址空间：<起始地址 长度>	<0x44E09000 0x2000>
interrupts	u32 数组	描述中断号与触发类型	<0 56 4>
interrupt-parent	phandle	指定中断控制器节点	&intc
clocks	phandle 列表	引用时钟源	<&clk_uart1>
status	字符串	设备状态："okay" / "disabled"	"okay"

2.3 compatible 属性：驱动匹配的钥匙

compatible 是驱动与设备绑定的核心桥梁。内核在解析设备树时，会遍历节点的 compatible 列表，与驱动中 of_match_table 声明的字符串逐一比对。匹配顺序遵循“最具体优先”原则：

• 格式规范："厂商,设备型号"，如 "fsl,imx6q-uart"。
• 回退机制：可列出多个值，内核按顺序匹配。例如 "ti,am335x-uart", "ns16550" 表示优先使用 TI 专用驱动，否则回退到通用 16550 驱动。
• 常见错误：拼写错误、厂商前缀未注册、大小写不一致，导致驱动无法加载。

2.4 reg 属性：地址映射的基石

reg 属性描述设备在总线上的地址范围，格式为 <address1 length1 address2 length2 ...>。对于内存映射外设，内核通过 of_iomap() 或 platform_get_resource() 读取 reg 并建立虚拟地址映射。

/* 设备树片段：UART1 控制器 */
uart1: serial@44E09000 {
    compatible = "ti,am335x-uart", "ns16550";
    reg = <0x44E09000 0x2000>;   /* 起始物理地址 0x44E09000，长度 8KB */
    interrupts = <72>;
    clock-frequency = <48000000>;
    status = "okay";
};

reg 的解析依赖 #address-cells 和 #size-cells 属性：

属性	含义	默认值	示例
#address-cells	地址字段占用的 u32 个数	2	1 表示 32 位地址
#size-cells	长度字段占用的 u32 个数	1	1 表示 32 位长度

2.5 interrupts 属性：中断路由描述

interrupts 属性描述设备的中断请求线。其格式由中断控制器节点的 #interrupt-cells 决定。以 ARM GIC（通用中断控制器）为例：

/* GIC 中断控制器 */
intc: interrupt-controller@48200000 {
    compatible = "arm,cortex-a9-gic";
    #interrupt-cells = <3>;   /* 中断类型、中断号、触发标志 */
    interrupt-controller;
    reg = <0x48200000 0x1000>;
};

/* 使用示例：GPIO 按键中断 */
key {
    compatible = "gpio-keys";
    interrupt-parent = <&intc>;
    interrupts = <0 30 4>;   /* SPI 中断，中断号 30，高电平触发 */
};

中断号与触发类型的常见组合：

触发标志值	含义
0	未指定
1	上升沿触发
2	下降沿触发
4	高电平触发
8	低电平触发

2.6 设备树结构总览

下图展示了一个典型嵌入式系统的设备树层级关系，包含根节点、内存节点、中断控制器、外设节点及其属性：

2.7 核心概念总结

• 节点：树形结构的基本单元，通过 node-name@unit-address 唯一标识。
• 属性：描述节点特征，compatible 用于驱动匹配，reg 用于地址映射，interrupts 用于中断路由。
• 地址单元：#address-cells 和 #size-cells 决定 reg 的解析方式，错误配置会导致地址错位。
• 中断父节点：interrupt-parent 指定中断控制器，#interrupt-cells 决定中断描述格式。