3. 设备树常用属性详解：compatible、reg、interrupts、status、clocks、resets 等

设备树（Device Tree）中的属性（Property）是描述硬件设备特征、连接关系和资源需求的“数据字典”。驱动在 probe 阶段通过解析这些属性来获取硬件地址、中断号、时钟频率等关键信息，从而实现与物理设备的正确映射。本章将逐一拆解最核心的 6 个属性，并结合实际案例说明其配置规则与常见陷阱。

3.1 compatible —— 驱动匹配的“身份证”

compatible 属性是设备树中最关键的字符串属性，用于将设备节点与对应的 Linux 驱动进行绑定。其值通常采用 "厂商,设备型号" 的格式，遵循从具体到通用的降序排列原则。

3.1.1 属性格式与匹配规则

• 格式： compatible = "vendor,device", "generic-device";
• 匹配优先级： 内核的 of_match_table 会按字符串顺序依次匹配，第一个匹配成功的驱动将被使用。
• 回退机制： 当没有精确匹配时，内核会尝试匹配更通用的字符串（如 "simple-bus"）。

// 示例：I2C 控制器节点
i2c@ff160000 {
    compatible = "snps,designware-i2c", "simple-bus";
    reg = <0x0 0xff160000 0x0 0x1000>;
    interrupts = <0 20 4>;
    status = "okay";
};

static const struct of_device_id dw_i2c_of_match[] = {
    { .compatible = "snps,designware-i2c", .data = &dw_i2c_data },
    { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, dw_i2c_of_match);

3.1.2 常见错误与避坑

3.2 reg —— 硬件地址与内存映射

reg 属性定义了设备在系统总线上的地址空间，包括起始地址和长度。驱动通过 of_iomap() 或 platform_get_resource() 来获取这些信息，并建立虚拟地址映射。

3.2.1 属性结构

reg = <address1 length1 address2 length2 ...>;

• address： 设备的基地址（物理地址）。
• length： 地址空间的长度（字节数）。
• 多段地址： 当设备有多个不连续的地址空间时，可以依次列出多组 <address length>。

3.2.2 地址格式与 #address-cells / #size-cells

reg 的解析依赖于父节点中的 #address-cells 和 #size-cells 属性：

// 64位地址示例
soc@0 {
    #address-cells = <2>;
    #size-cells = <2>;

    uart@ff100000 {
        reg = <0x0 0xff100000 0x0 0x1000>;
        // 地址：0xff100000（高32位=0，低32位=0xff100000）
        // 长度：0x1000（高32位=0，低32位=0x1000）
    };
};

3.3 interrupts —— 中断资源描述

interrupts 属性用于描述设备使用的中断号、触发类型和中断控制器层级关系。它是驱动实现异步事件处理的关键。

3.3.1 属性格式

interrupts = <interrupt-specifier>;
interrupt-parent = <&phandle>;

• interrupt-specifier： 由中断控制器定义的 1~3 个 32 位值，通常包含中断号、触发类型等。
• interrupt-parent： 指向中断控制器的 phandle，指定该设备连接到哪个中断控制器。

3.3.2 中断触发类型

// 实际配置示例
gpio-keys {
    compatible = "gpio-keys";
    interrupt-parent = &gpio1;
    interrupts = <5 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>,
                 <6 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
};

int irq = platform_get_irq(pdev, 0);  // 获取第一个中断
if (irq < 0) {
    dev_err(&pdev->dev, "failed to get IRQ\n");
    return irq;
}
ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, handler,
                       IRQF_TRIGGER_FALLING, "mydev", data);

3.4 status —— 设备状态控制

status 属性用于控制设备节点的启用或禁用状态，是设备树中实现“硬件裁剪”和“调试开关”的常用手段。

3.4.1 可选值

3.4.2 覆盖机制

在 .dtsi 文件中通常将设备默认设为 disabled，然后在具体的 .dts 板级文件中通过 &node 引用将其改为 okay：

// soc.dtsi（默认禁用）
uart1: serial@ff100000 {
    compatible = "snps,dw-apb-uart";
    reg = <0xff100000 0x1000>;
    status = "disabled";
};

// myboard.dts（板级启用）
&uart1 {
    status = "okay";
    clocks = <&clk_uart1>;
};

3.5 clocks —— 时钟资源绑定

clocks 属性用于指定设备使用的时钟源，驱动通过时钟框架（CCF）来获取、使能或调整时钟频率。

3.5.1 属性格式

clocks = <&phandle1>, <&phandle2>;
clock-names = "bus", "core";

• clocks： 指向时钟提供者节点的 phandle 列表。
• clock-names： 为每个时钟指定名称，驱动通过名称来获取对应的时钟句柄。

3.5.2 驱动端使用

struct clk *bus_clk, *core_clk;

bus_clk = devm_clk_get(&pdev->dev, "bus");
if (IS_ERR(bus_clk))
    return PTR_ERR(bus_clk);

core_clk = devm_clk_get(&pdev->dev, "core");
if (IS_ERR(core_clk))
    return PTR_ERR(core_clk);

clk_prepare_enable(bus_clk);
clk_prepare_enable(core_clk);

3.6 resets —— 复位信号控制

resets 属性用于描述设备的复位信号，驱动可以通过复位框架在初始化或错误恢复时对设备进行硬件复位。

3.6.1 属性格式

resets = <&phandle1 reset-specifier>;
reset-names = "ctrl";

• resets： 指向复位控制器节点的 phandle，以及复位标识符。
• reset-names： 为每个复位信号命名，便于驱动引用。

3.6.2 驱动端使用

struct reset_control *rst;

rst = devm_reset_control_get(&pdev->dev, "ctrl");
if (IS_ERR(rst))
    return PTR_ERR(rst);

// 执行硬件复位
reset_control_assert(rst);
udelay(10);
reset_control_deassert(rst);

3.7 属性组合实战案例

以下是一个完整的 SPI 控制器设备树节点，展示了多个属性的协同使用：

spi@ff110000 {
    compatible = "snps,dw-apb-ssi";
    reg = <0x0 0xff110000 0x0 0x1000>;
    interrupts = <0 36 4>;
    clocks = <&clk_spi_mst>;
    clock-names = "mst";
    resets = <&rstgen RST_SPI0>;
    reset-names = "ctrl";
    status = "okay";

    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;

    spi-flash@0 {
        compatible = "jedec,spi-nor";
        reg = <0>;
        spi-max-frequency = <50000000>;
    };
};

3.8 本章小结