2. 设备树基础语法：节点、属性、reg、compatible、status等核心概念

设备树（Device Tree）是一种描述硬件资源的数据结构，它使用节点（Node）和属性（Property）的层级关系，将非可枚举的硬件信息传递给操作系统内核。在Linux网络设备驱动中，MAC控制器、DMA引擎、PHY芯片、MDIO总线等硬件单元，都通过设备树节点进行描述和关联。掌握设备树的基础语法，是解析MAC节点到PHY绑定路径的前提。

2.1 节点（Node）与属性（Property）

设备树的基本单元是节点。每个节点代表一个硬件设备、总线、控制器或功能块。节点可以嵌套，形成树状结构。节点内部包含属性，属性是键值对，用于描述节点的特征。

/dts-v1/;

/ {
    model = "Embedded ARM Board";
    compatible = "vendor,board-v1", "vendor,board";

    soc {
        compatible = "simple-bus";
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;

        eth0: ethernet@10000000 {
            compatible = "vendor,mac-controller";
            reg = <0x10000000 0x1000>;
            interrupts = <0 33 4>;
            status = "okay";
        };
    };
};

下表总结了节点和属性的基本构成要素：

2.2 核心属性详解

设备树规范定义了一组标准属性，用于描述硬件资源的分配和设备的标识。对于网络设备驱动，以下四个属性最为关键：compatible、reg、interrupts 和 status。

2.2.1 compatible —— 驱动匹配的“身份证”

compatible 属性是设备节点与驱动代码之间的绑定桥梁。它的值是一个字符串列表，格式通常为 "厂商,设备型号"。内核在启动时，遍历所有设备节点，将节点的 compatible 值与驱动注册的 of_match_table 进行匹配。

// 设备树节点
ethernet@10000000 {
    compatible = "vendor,mac-controller-v2", "vendor,mac-controller";
    // 内核匹配时，优先使用第一个字符串
};

// 驱动中的匹配表
static const struct of_device_id mac_dt_ids[] = {
    { .compatible = "vendor,mac-controller-v2", .data = &mac_v2_data },
    { .compatible = "vendor,mac-controller",    .data = &mac_v1_data },
    { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, mac_dt_ids);

2.2.2 reg —— 地址空间描述

reg 属性描述设备在总线上的地址区域。它由一组地址+长度对组成，每个对的解释依赖于父节点的 #address-cells 和 #size-cells 属性。

// 典型MAC节点reg定义
eth0: ethernet@10000000 {
    compatible = "vendor,mac";
    reg = <0x10000000 0x1000>;          // MAC控制寄存器
    reg-names = "mac_regs";              // 可选：给reg区域命名
    interrupts = <0 33 4>;              // 中断描述
    interrupt-names = "mac_irq";         // 可选：给中断命名
};

2.2.3 interrupts —— 中断资源描述

interrupts 属性描述设备使用的中断线。它的格式依赖于父节点（通常是中断控制器）的 #interrupt-cells 属性。对于ARM GIC（通用中断控制器），通常使用3个cell：

• 第一个cell：中断类型（0=SPI共享外设中断，1=PPI私有外设中断）
• 第二个cell：中断号（SPI从32开始编号，PPI从16开始编号）
• 第三个cell：中断触发方式（1=上升沿触发，2=下降沿触发，4=高电平触发，8=低电平触发）

// 中断控制器定义
gic: interrupt-controller@10480000 {
    compatible = "arm,cortex-a9-gic";
    #interrupt-cells = <3>;
    interrupt-controller;
    reg = <0x10480000 0x1000>,
          <0x10490000 0x1000>;
};

// 使用中断的MAC节点
eth0: ethernet@10000000 {
    compatible = "vendor,mac";
    reg = <0x10000000 0x1000>;
    interrupts = <0 33 4>;   // SPI中断号33，高电平触发
    interrupt-parent = <&gic>; // 指定中断控制器
};

2.2.4 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。它允许在不修改硬件描述的情况下，通过设备树覆盖来启用或禁用某个外设。

// 在板级dts中覆盖禁用某个MAC
&eth1 {
    status = "disabled";  // 第二个以太网口硬件存在但未使用
};

// 在另一款变体板中重新启用
&eth1 {
    status = "okay";
    phy-handle = <&phy1>;
};

2.3 特殊属性与常用节点类型

除了上述核心属性外，设备树还定义了一些特殊属性和节点类型，在网络驱动中频繁出现：

// 完整的MAC节点示例（包含常用属性）
ð0 {
    status = "okay";
    compatible = "vendor,mac-v3", "vendor,mac";
    reg = <0x10000000 0x1000>,
          <0x10001000 0x100>;          // MAC寄存器 + DMA控制寄存器
    reg-names = "mac_regs", "dma_regs";
    interrupts = <0 33 4>, <0 34 4>;  // MAC中断 + DMA中断
    interrupt-names = "mac_irq", "dma_irq";
    clocks = <&clk MAC_CLK>, <&clk MAC_AXI_CLK>;
    clock-names = "mac_clk", "axi_clk";
    resets = <&rst MAC_RST>;
    reset-names = "mac_rst";
    phy-handle = <&phy0>;
    phy-mode = "rgmii-id";
    mac-address = [00 11 22 33 44 55];  // 可选：预设MAC地址
};

2.4 设备树包含与覆盖机制

在实际项目中，设备树文件通常分为多个层级：.dtsi（包含文件，定义SoC级硬件）和.dts（板级文件，定义具体板级硬件）。板级文件通过 #include 包含SoC的dtsi文件，然后通过标签引用覆盖或追加属性。

// soc.dtsi —— SoC级定义
soc {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;
    compatible = "simple-bus";

    eth0: ethernet@10000000 {
        compatible = "vendor,mac";
        reg = <0x10000000 0x1000>;
        interrupts = <0 33 4>;
        status = "disabled";  // SoC级默认禁用
    };
};

// board.dts —— 板级文件
#include "soc.dtsi"

&eth0 {
    status = "okay";          // 板级启用
    phy-handle = <&phy0>;
    phy-mode = "rgmii";
    pinctrl-0 = <&eth0_pins>;
    pinctrl-names = "default";
};

2.5 本章小结

设备树基础语法是理解网络设备驱动的基石。通过本章的学习，你应该掌握：

• 节点与属性的层级关系：根节点→总线节点→设备节点→子设备节点
• compatible 属性：驱动匹配的核心，格式为"厂商,设备型号"，支持兼容性列表
• reg 属性：描述地址空间，受父节点 #address-cells/#size-cells 控制
• interrupts 属性：描述中断资源，格式由中断控制器定义
• status 属性：控制设备启用/禁用，支持板级覆盖
• 网络专用属性：phy-handle、phy-mode、fixed-link 等用于MAC-PHY绑定
• 包含与覆盖机制：.dtsi 定义SoC级硬件，.dts 定义板级配置