3. 设备树基础：语法、节点、属性、reg、interrupts 等基本概念

设备树（Device Tree，DT）是嵌入式 Linux 系统中用于描述硬件拓扑结构的一种数据结构。在 USB Gadget 适配中，设备树是连接 SoC 内部 USB 控制器与外部物理接口（如 DWC3、ChipIdea）的关键桥梁。本章将系统讲解设备树的语法、节点、属性以及 reg、interrupts 等核心概念，为后续编写 USB Gadget 设备树节点打下基础。

3.1 设备树概述

设备树是一种树形结构，每个硬件设备对应一个节点（node），节点包含若干属性（property）来描述设备的配置信息。内核通过解析设备树来发现硬件资源，避免在代码中硬编码地址、中断号等参数。

3.2 设备树语法基础

设备树源文件（.dts）采用树形结构，使用大括号表示层级，分号结束语句。基本语法规则如下：

• 节点定义：node-name@unit-address { ... };
• 属性赋值：property-name = <value>;
• 字符串属性：compatible = "vendor,device";
• 数值数组：reg = <0x12340000 0x1000>;
• 布尔属性：status = "okay"; 或 status = "disabled";
• 包含文件：#include "soc.dtsi"

/ {
    soc {
        usb@fe800000 {
            compatible = "snps,dwc3";
            reg = <0xfe800000 0x10000>;
            interrupts = <0 39 4>;
            dr_mode = "peripheral";
            status = "okay";
        };
    };
};

3.3 节点（Node）

节点是设备树的基本组成单元，每个节点代表一个硬件设备或总线。节点名称通常由 名称 和 单元地址 两部分组成，中间用 @ 分隔。

3.4 属性（Property）

属性用于描述节点的特征，包括硬件地址、中断号、兼容性、状态等。常见属性分类如下：

3.5 reg 属性详解

reg 属性用于描述设备在系统总线上的地址空间，格式为 <地址 长度>。对于 USB 控制器，通常包含以下信息：

• 基地址：控制器寄存器的起始物理地址。
• 地址长度：寄存器映射的内存大小（通常为 4KB 或 64KB）。
• 多段地址：某些设备有多个地址段，如 reg = <0xfe800000 0x10000 0xfe900000 0x1000>;

3.6 interrupts 属性详解

interrupts 属性描述设备使用的中断资源，格式通常为 <中断控制器 中断号 触发类型>。在 ARM 系统中，常见格式如下：

3.7 其他常用属性

在 USB Gadget 设备树中，以下属性也经常出现：

• compatible：驱动匹配的关键字符串，如 "snps,dwc3" 对应 DWC3 驱动。
• dr_mode：指定 USB 控制器的工作模式，可选 "host"、"peripheral"、"otg"。
• maximum-speed：限制 USB 最高速率，如 "high-speed"、"super-speed"。
• phys：引用 PHY 节点，如 <&usb2_phy>。
• snps,dis_u2_susphy_quirk：布尔属性，禁用 USB2 挂起 PHY quirks。

3.8 设备树包含与覆盖

实际项目中，设备树通常分为 .dtsi（包含文件）和 .dts（板级文件）。.dtsi 定义 SoC 通用部分，.dts 覆盖或添加板级特定配置。

// soc.dtsi — SoC 通用定义
soc {
    usb@fe800000: usb@fe800000 {
        compatible = "snps,dwc3";
        reg = <0xfe800000 0x10000>;
        interrupts = <0 39 4>;
        status = "disabled";   // 默认关闭
    };
};

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

&usb@fe800000 {
    status = "okay";           // 板级启用
    dr_mode = "peripheral";
    maximum-speed = "super-speed";
};

3.9 本章小结