2. 设备树(DTS)基础语法：节点、属性、标签、包含文件

设备树源文件（.dts）是一种树形结构的文本描述语言，用于向操作系统（尤其是Linux内核）描述不可枚举的硬件信息。在ARM64启动过程中，Bootloader（如U-Boot）会将编译后的设备树二进制（.dtb）传递给内核，内核解析该结构以完成内存映射、外设驱动匹配等关键初始化步骤。

本章将系统讲解DTS的核心语法要素：节点、属性、标签与包含文件，并给出严格的书写规则。

2.1 节点（Node）：设备树的骨架

设备树由一系列节点组成，每个节点代表一个硬件设备、总线或控制器。节点从根节点 / 开始，形成层级结构。

// 根节点
/ {
    // 子节点：CPU
    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a72";
            reg = <0x0>;
        };
        cpu@1 {
            compatible = "arm,cortex-a72";
            reg = <0x1>;
        };
    };

    // 子节点：内存
    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x80000000>;  // 2GB RAM
    };

    // 子节点：串口
    uart@fe001000 {
        compatible = "ns16550a";
        reg = <0x0 0xfe001000 0x0 0x1000>;
        interrupts = <0x0 0x1a 0x4>;
    };
};

2.2 属性（Property）：描述设备的元数据

属性是附着在节点上的键值对，用于描述设备的特性、地址、中断、时钟等信息。属性值可以是空、整数、字符串、字节数组或它们的组合。

2.3 标签（Label）：节点的引用别名

标签为节点提供一个全局唯一的别名，便于在其他位置引用该节点。标签以冒号结尾，放在节点名称之前。

// 定义标签
uart0: uart@fe001000 {
    compatible = "ns16550a";
    reg = <0x0 0xfe001000 0x0 0x1000>;
    interrupts = <0x0 0x1a 0x4>;
};

// 通过 & 引用标签，追加或修改属性
&uart0 {
    clock-frequency = <1843200>;
    status = "okay";
};

2.4 包含文件（Include）：模块化与复用

设备树支持使用 #include 预处理指令引入其他文件，实现硬件描述的模块化。常用包含文件包括：.dtsi（设备树包含文件）、.h（头文件，定义宏常量）。

// 主文件：board.dts
#include "soc.dtsi"          // 引入SoC公共定义
#include "board-common.dtsi" // 引入板级公共定义
#include "pinmux.h"          // 引入引脚复用宏

/ {
    model = "ARM64 Development Board v2";
    compatible = "arm,devboard-v2", "arm,devboard";

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x0 0x80000000 0x0 0x80000000>;
    };
};

// 覆盖 soc.dtsi 中定义的节点
&uart0 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&uart0_pins>;
};

包含文件搜索路径：编译器（dtc）默认在以下路径查找包含文件：

• 当前文件所在目录
• -i 选项指定的目录
• 系统预置的 include/dt-bindings/ 目录

2.5 设备树书写规则总结

2.6 实战：编写一个最小设备树

以下是一个可用于QEMU virt平台的ARM64最小设备树示例，包含必要的节点和属性：

/dts-v1/;

/ {
    model = "QEMU ARM64 Virtual Platform";
    compatible = "qemu,virt";

    #address-cells = <2>;
    #size-cells = <2>;

    // 内存节点
    memory@40000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x0 0x40000000 0x0 0x40000000>;  // 1GB
    };

    // CPU 节点
    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a57";
            reg = <0x0>;
            device_type = "cpu";
        };
    };

    // 系统级中断控制器
    gic: interrupt-controller@8000000 {
        compatible = "arm,gic-v3";
        reg = <0x0 0x08000000 0x0 0x10000>,
              <0x0 0x080a0000 0x0 0x20000>;
        interrupt-controller;
        #interrupt-cells = <3>;
    };

    // 串口
    uart0: uart@9000000 {
        compatible = "ns16550a";
        reg = <0x0 0x09000000 0x0 0x1000>;
        interrupts = <0x0 0x1 0x4>;
        interrupt-parent = <&gic>;
        clock-frequency = <3686400>;
    };

    chosen {
        bootargs = "console=ttyAMA0 earlycon=uart,mmio,0x09000000";
        stdout-path = &uart0;
    };
};