📚 课程目录第2章 DTS基础语法

2. DTS基础语法：节点定义、属性定义、标签与引用

设备树源文件（.dts）采用树形结构描述硬件，其核心语法围绕三个要素展开：节点（Node）、属性（Property）和标签（Label）。本章将逐一拆解这些基础语法单元，并演示如何通过引用（&）实现节点复用与修改。

2.1 节点（Node）定义

节点是设备树的基本组成单元，代表一个硬件设备、总线或控制器。每个节点由节点名和单元地址（可选）标识，并用花括号 { } 包裹其内容。

语法模板：

[label:] node-name[@unit-address] {
    [property-definitions;]
    [child-nodes;]
};

node-name：通用名称，如 cpu、memory、i2c，应反映设备类型。
@unit-address：可选，通常为寄存器或总线上的起始地址（十六进制），用于区分同类型节点。
label:：可选，为节点定义标签，便于后续引用。

命名规范：节点名应使用小写字母、数字和连字符，避免使用下划线。单元地址必须与 reg 属性中的第一个地址值一致。

示例：定义一个 UART 串口节点，基地址为 0xfe001000。

uart0: serial@fe001000 {
    compatible = "fsl,imx6q-uart", "fsl,imx-uart";
    reg = <0x0 0xfe001000 0x0 0x4000>;
    interrupts = <0 26 4>;
    status = "okay";
};

节点可以嵌套，形成父子层级。根节点 / 是设备树的起点。

/ {
    model = "Freescale i.MX6 Quad SABRE Board";
    compatible = "fsl,imx6q-sabresd", "fsl,imx6q";

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

        uart0: serial@fe001000 {
            // ... 节点内容
        };
    };
};

2.2 属性（Property）定义

属性为节点提供具体的硬件参数，如地址、中断号、时钟频率等。属性值支持多种数据类型，每种类型有对应的编码方式。

数据类型	语法示例	说明
字符串	`compatible = "fsl,imx6q-uart";`	双引号包裹，用于设备兼容性匹配
32位整数	`reg = <0xfe001000 0x4000>;`	尖括号 `<>` 包裹，空格分隔
64位整数	`reg = <0x0 0xfe001000 0x0 0x4000>;`	配合 `#address-cells` 和 `#size-cells` 使用
字节数组	`local-mac-address = [00 11 22 33 44 55];`	方括号 `[]` 包裹，十六进制字节
布尔值	`status = "disabled";`	通过字符串表示，常用 `"okay"` 或 `"disabled"`
混合类型	`interrupts = <0 26 4>;`	可包含整数、字符串等组合

注意：属性名不能与节点名冲突，且不能以 # 开头（#address-cells 等特殊属性除外）。属性值末尾必须加分号 ;。

常用标准属性速查：

compatible：驱动匹配的关键，格式为 "厂商,设备型号"。
reg：描述设备地址空间，格式为 <地址长度>。
interrupts：描述中断号、触发类型。
status：设备状态，"okay" 启用，"disabled" 禁用。
clocks：时钟源引用。

2.3 标签（Label）与引用（&）

标签为节点提供一个全局别名，方便在其他位置引用该节点。引用使用 &label 语法，常用于在 .dtsi 文件中覆盖或扩展节点属性。

标签定义：

uart0: serial@fe001000 {
    // 节点内容
};

引用语法：

&uart0 {
    status = "disabled";
};

引用机制的核心用途：

节点扩展：在板级 .dts 文件中修改 SoC 级 .dtsi 中定义的节点。
属性覆盖：无需重写整个节点，只修改需要的属性。
跨文件复用：通过 #include 引入 .dtsi，再用引用定制。

示例：在 imx6q.dtsi 中定义 UART 节点，在 myboard.dts 中引用并启用。

// imx6q.dtsi 中的定义
uart0: serial@fe001000 {
    compatible = "fsl,imx6q-uart", "fsl,imx-uart";
    reg = <0x0 0xfe001000 0x0 0x4000>;
    interrupts = <0 26 4>;
    status = "disabled";  // 默认禁用
};

// myboard.dts 中的引用与覆盖
#include "imx6q.dtsi"

&uart0 {
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart0>;
    status = "okay";  // 板级启用
};

最佳实践：SoC 级 .dtsi 文件将设备默认设为 status = "disabled"，板级 .dts 通过引用按需启用。这避免了每个板子都重复定义完整节点。

2.4 节点合并规则

当多个源文件或同一文件内出现相同路径的节点时，设备树编译器（DTC）会执行节点合并。合并遵循以下规则：

场景	合并行为	示例
相同节点名，无单元地址	属性合并，子节点合并	`cpu {}` + `cpu {}` → 合并为一个 `cpu`
相同节点名与单元地址	属性合并，子节点合并	`serial@fe001000 {}` + `&serial@fe001000 {}` → 合并
属性重复	后定义的覆盖先定义的	`status = "disabled"` 被 `status = "okay"` 覆盖
子节点重复	递归合并，属性覆盖规则相同	子节点中的 `clock-frequency` 被覆盖

陷阱提示：如果两个节点路径完全相同但 compatible 属性不同，合并后 compatible 会被后定义的完全覆盖，不会追加。务必确保兼容性字符串在定义时已包含所有必要值。

2.5 实战：从零构建一个简单设备树

综合以上语法，构建一个包含 CPU、内存和 UART 的最小设备树：

/dts-v1/;

/ {
    model = "Example Board v1.0";
    compatible = "example,board-v1", "example,board";

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

    cpu@0 {
        compatible = "arm,cortex-a9";
        reg = <0x0>;
        clock-frequency = <800000000>;
    };

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x20000000>;  // 512MB
    };

    uart0: serial@fe001000 {
        compatible = "ns16550a";
        reg = <0xfe001000 0x1000>;
        interrupts = <0 26 4>;
        clock-frequency = <24000000>;
        status = "okay";
    };
};

编译验证：使用 dtc -I dts -O dtb -o example.dtb example.dts 编译，再用 dtc -I dtb -O dts example.dtb 反编译，观察节点合并与属性展开结果。

通过本章学习，你已经掌握了设备树的核心语法骨架。下一章将深入 compatible 属性的匹配机制，揭示设备树与 Linux 驱动模型之间的桥梁。