2. 设备树基础回顾：DTS语法、节点、属性、reg、interrupts等关键概念

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）来描述系统中的设备、内存映射、中断连接、时钟关系等。在嵌入式Linux系统中，设备树源文件（.dts）经过编译生成设备树二进制文件（.dtb），由Bootloader传递给内核。理解DTS语法是进行节点精简和未用外设禁用的前提。

2.1 DTS文件结构与节点层次

一个典型的DTS文件以/dts-v1/;开头，表示版本。根节点/是设备树的起点，所有设备节点都挂载在根节点下，形成树形层次结构。每个节点可以包含子节点和属性。

/dts-v1/;

/ {
    compatible = "vendor,board-model";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;

    cpu@0 {
        compatible = "arm,cortex-a7";
        reg = <0x0>;
    };

    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x40000000>;  /* 1GB RAM */
    };

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

        uart0: serial@10000000 {
            compatible = "ns16550a";
            reg = <0x10000000 0x1000>;
            interrupts = <0 33 4>;
            clock-frequency = <24000000>;
            status = "okay";
        };

        gpio0: gpio@20000000 {
            compatible = "vendor,gpio-controller";
            reg = <0x20000000 0x1000>;
            interrupts = <0 45 4>;
            gpio-controller;
            #gpio-cells = <2>;
            status = "okay";
        };
    };
};

2.2 关键属性详解

属性是设备节点的核心，用于描述设备的硬件特性、资源需求和驱动绑定信息。以下表格列出了DTS中最常用的属性及其作用：

2.3 reg属性与地址映射

reg 属性是设备树中描述物理地址空间的核心机制。其格式由父节点的 #address-cells 和 #size-cells 决定。对于32位系统，通常 #address-cells = <1>，#size-cells = <1>，每个 reg 条目包含一个地址和一个长度。

/* 父节点定义地址单元 */
soc {
    #address-cells = <1>;   /* 地址用1个32位单元表示 */
    #size-cells = <1>;      /* 长度用1个32位单元表示 */
    ranges;                  /* 直接映射，子节点地址 = 父节点地址 */

    ethernet@30000000 {
        reg = <0x30000000 0x10000>;  /* 起始0x30000000，长度64KB */
        interrupts = <0 56 4>;
    };
};

2.4 interrupts属性与中断映射

interrupts 属性描述设备的中断请求线。其格式由中断控制器父节点的 #interrupt-cells 决定。常见的中断描述格式为 <中断域 中断号 触发类型>。

/* 中断触发类型编码（ARM GIC） */
#define IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH  4
#define IRQ_TYPE_EDGE_RISING 1

uart0: serial@10000000 {
    interrupts = <0 33 4>;  /* SPI中断号33，高电平触发 */
};

2.5 status属性与设备启用控制

status 属性是设备树中最直接的设备启用/禁用开关。内核在遍历设备树时，会检查每个节点的 status 属性：

• "okay"：设备启用，内核会尝试匹配驱动并初始化。
• "disabled"：设备禁用，内核跳过该节点，不分配资源。
• 缺失：部分内核版本视为 "okay"，建议显式声明。

/* 禁用未使用的I2C控制器 */
i2c2: i2c@21020000 {
    compatible = "vendor,i2c-controller";
    reg = <0x21020000 0x1000>;
    interrupts = <0 78 4>;
    status = "disabled";  /* 内核不会初始化此设备 */
};

2.6 设备树结构关系图

以下SVG图展示了设备树中根节点、总线节点、设备节点以及关键属性之间的层次关系：

2.7 节点标签与引用

DTS支持使用标签（label）为节点命名，方便在其他位置引用。标签通常放在节点名称之前，使用冒号分隔。引用时使用 &label 语法。

/* 定义带标签的节点 */
uart0: serial@10000000 {
    status = "okay";
};

/* 在另一个文件中引用并修改 */
&uart0 {
    status = "disabled";  /* 覆盖原节点的status属性 */
    clock-frequency = <48000000>;  /* 添加新属性 */
};

2.8 包含文件与DTSI

设备树源文件支持 #include 预处理指令，通常将SoC公共定义放在 .dtsi 文件中，板级特定配置放在 .dts 文件中。这种分离有利于代码复用和优化管理。

/* soc.dtsi - SoC公共定义 */
/ {
    soc {
        uart0: serial@10000000 {
            compatible = "ns16550a";
            reg = <0x10000000 0x1000>;
            interrupts = <0 33 4>;
            status = "disabled";  /* 默认禁用 */
        };

        uart1: serial@10001000 {
            compatible = "ns16550a";
            reg = <0x10001000 0x1000>;
            interrupts = <0 34 4>;
            status = "disabled";
        };
    };
};

/* board.dts - 板级配置 */
#include "soc.dtsi"

&uart0 {
    status = "okay";  /* 仅启用UART0 */
    clock-frequency = <24000000>;
};

2.9 关键概念总结表