2. Linux 设备树基础：语法、节点与属性

设备树（Device Tree）是嵌入式 Linux 系统中描述硬件拓扑与资源分配的核心机制。对于蓝牙串口驱动而言，设备树负责向内核传递 UART 控制器地址、中断号、时钟频率、DMA 通道以及蓝牙电源控制 GPIO 等关键参数。本章从语法、节点结构、文件组织与编译工具四个维度展开，为后续蓝牙串口设备树配置奠定基础。

2.1 设备树语法基础

设备树源文件（.dts）采用层次化的键值对语法，每个节点代表一个硬件设备或总线，属性描述设备的特性。基本语法规则如下：

• 节点定义：node-name@unit-address，其中 unit-address 通常为寄存器基址。
• 属性赋值：property-name = <value>;，支持 32 位整数、字符串、字节数组、phandle 引用。
• 标签（label）：为节点起别名，便于引用，如 uart0: serial@fe201000。
• 包含文件：#include "soc.dtsi"，复用 SoC 级定义。

/dts-v1/;

/ {
    model = "Bluetooth UART Board";
    compatible = "vendor,bt-board";

    chosen {
        stdout-path = &uart0;
    };

    uart0: serial@fe201000 {
        compatible = "vendor,bluetooth-uart";
        reg = <0xfe201000 0x1000>;
        interrupts = <0 33 4>;
        clocks = <&clk_uart0>;
        bluetooth-gpios = <&gpio1 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        status = "okay";
    };
};

上述示例中，uart0 节点描述了蓝牙串口控制器的寄存器地址、中断号、时钟源以及蓝牙使能 GPIO。驱动通过 of_match_table 匹配 compatible 字符串来获取这些属性。

2.2 节点与属性详解

设备树中的节点和属性是驱动获取硬件信息的唯一入口。下表列出蓝牙串口驱动最常用的节点属性及其含义：

2.3 dts / dtsi 文件结构

设备树源文件分为两类：.dtsi（包含文件）和 .dts（板级文件）。.dtsi 存放 SoC 级通用定义，.dts 存放具体板卡的差异化配置。这种分离设计提高了复用性。

// soc.dtsi — SoC 级通用定义
/ {
    soc {
        uart0: serial@fe201000 {
            compatible = "vendor,uart-ip";
            reg = <0xfe201000 0x1000>;
            interrupts = <0 33 4>;
            clocks = <&clk_uart0>;
            status = "disabled";   // 默认关闭
        };
    };
};

// board.dts — 板级配置
/dts-v1/;
#include "soc.dtsi"
#include <dt-bindings/gpio/gpio.h>

&uart0 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&uart0_pins>;
    bluetooth-gpios = <&gpio1 12 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
    max-speed = <4000000>;
};

上述代码中，board.dts 通过 &uart0 引用 soc.dtsi 中定义的节点，并覆盖 status、添加蓝牙专用属性。这种“引用 + 覆盖”机制是设备树配置的核心模式。

2.4 编译与反编译

设备树编译器（dtc）将可读的 .dts 源文件编译为二进制 .dtb（Device Tree Blob），供内核在启动时解析。反编译则用于调试和逆向分析现有 .dtb 文件。

编译时，dtc 会递归展开所有 #include 文件，并解析 /include/ 指令。最终生成的 .dtb 是扁平的二进制结构，包含所有节点、属性以及字符串表。内核启动时，bootloader 将 .dtb 加载到内存，并将地址传递给内核。

2.5 蓝牙串口设备树配置要点

针对蓝牙串口驱动，设备树配置需额外关注以下要点：

• pinctrl 引脚复用：确保 UART TX/RX/CTS/RTS 引脚被正确配置为外设功能，而非 GPIO。
• 蓝牙电源管理：通过 bluetooth-gpios 或 vbat-supply 属性控制蓝牙模块的电源与复位时序。
• 波特率约束：部分蓝牙芯片（如 BCM43438）要求最高 4Mbps，需在 max-speed 中明确指定。
• DMA 支持：若使用 DMA 传输，需添加 dmas 和 dma-names 属性，并确保 DMA 控制器节点已使能。