2. 设备树基础回顾：语法、节点与标准属性

设备树（Device Tree，DT）是嵌入式 Linux 中用于描述硬件拓扑结构的数据结构，它替代了传统板级文件（board-*.c）中硬编码的硬件信息。内核通过解析设备树二进制（DTB）来发现设备、匹配驱动并配置资源。本节将系统回顾设备树的语法规则、节点与属性结构，以及三个最核心的标准属性：compatible、reg 和 interrupts。

2.1 设备树语法基础

设备树源文件（.dts）采用树形结构，以 /dts-v1/; 开头，根节点用 / 表示，内部包含若干子节点，每个节点描述一个硬件设备或总线。基本语法规则如下：

• 节点定义：node-name@unit-address，其中 unit-address 通常为设备基地址。
• 属性赋值：property-name = <value>; 或 property-name = "string";。
• 标签引用：使用 &label 引用已定义的节点，用于追加或覆盖属性。
• 包含文件：#include "soc.dtsi" 引入公共 SoC 定义。

// 设备树源文件示例：描述一个 UART 控制器
/dts-v1/;

/ {
    model = "Embedded Dev Board v2.0";
    compatible = "vendor,dev-board";

    soc {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;

        uart0: serial@10000000 {
            compatible = "vendor,uart-ip";
            reg = <0x10000000 0x1000>;
            interrupts = <0 33 4>;
            clock-frequency = <24000000>;
            status = "okay";
        };
    };
};

2.2 节点与属性结构

设备树的每个节点可以包含子节点和属性。属性是键值对，值可以是以下类型之一：

节点之间的层级关系通过缩进体现，根节点 / 下通常包含 cpus、memory、chosen、soc 等顶层节点。

2.3 标准属性详解

设备树规范定义了一系列标准属性，用于统一描述硬件资源。其中 compatible、reg 和 interrupts 是驱动匹配与资源获取的三大支柱。

2.3.1 compatible 属性——驱动匹配的钥匙

compatible 属性是一个字符串列表，用于将设备节点与内核驱动绑定。内核通过 of_match_table 中的 compatible 字符串与设备树节点进行匹配。匹配顺序遵循“最具体优先”原则：

// 设备树节点
compatible = "vendor,uart-ip-v2", "vendor,uart-ip";

// 内核驱动匹配表
static const struct of_device_id uart_of_match[] = {
    { .compatible = "vendor,uart-ip-v2", .data = &v2_data },
    { .compatible = "vendor,uart-ip",    .data = &v1_data },
    { /* sentinel */ }
};

2.3.2 reg 属性——地址空间描述

reg 属性描述设备在总线上的地址范围，由一组 (address, length) 对组成。地址和长度的单元宽度由父节点的 #address-cells 和 #size-cells 决定：

驱动通过 platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, index) 获取 reg 中定义的地址资源。

2.3.3 interrupts 属性——中断资源描述

interrupts 属性描述设备使用的中断号、触发类型等信息。其格式依赖于中断控制器（interrupt-parent）的定义。常见格式如下：

// 设备树节点
uart0: serial@10000000 {
    compatible = "vendor,uart-ip";
    reg = <0x10000000 0x1000>;
    interrupt-parent = <&gic>;          // 引用中断控制器
    interrupts = <0 33 4>;              // (中断类型, 中断号, 触发标志)
};

中断属性字段含义（以 ARM GIC 为例）：

• 字段 0：中断类型——0 表示 SPI（共享外设中断），1 表示 PPI（私有外设中断）。
• 字段 1：中断号——对于 SPI，范围为 32~1019；对于 PPI，范围为 16~31。
• 字段 2：触发标志——1 表示上升沿触发，2 表示下降沿触发，4 表示高电平触发，8 表示低电平触发。

// 在 probe 函数中获取中断号
int irq = platform_get_irq(pdev, 0);
if (irq < 0) {
    dev_err(&pdev->dev, "failed to get IRQ\n");
    return irq;
}
// 注册中断处理函数
ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, uart_isr, 0, "uart", dev);

2.4 属性继承与覆盖机制

设备树支持通过 /include/ 或 #include 引入公共定义（.dtsi 文件），并在板级文件（.dts）中覆盖或追加属性。这种机制极大减少了重复代码：

// soc.dtsi —— SoC 公共定义
soc {
    uart0: serial@10000000 {
        compatible = "vendor,uart-ip";
        reg = <0x10000000 0x1000>;
        interrupts = <0 33 4>;
        status = "disabled";   // 默认禁用
    };
};

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

&uart0 {
    status = "okay";           // 覆盖为启用
    clock-frequency = <24000000>;  // 追加属性
};

2.5 本章小结

设备树是嵌入式 Linux 驱动开发的基石。通过本节回顾，你应该掌握：

• 设备树的树形语法结构，节点与属性的定义方式。
• compatible 属性作为驱动匹配的唯一标识，其字符串列表的匹配优先级。
• reg 属性描述地址空间，受 #address-cells 和 #size-cells 控制。
• interrupts 属性描述中断资源，依赖中断控制器的格式定义。
• 属性继承与覆盖机制，实现 SoC 与板级代码的分离。