1. 设备树基础概念

1.1 什么是设备树（Device Tree）

设备树（Device Tree，DT）是一种描述硬件资源的数据结构，它使用树形节点来记录系统中所有可访问的设备、总线、中断控制器、GPIO 控制器、时钟、复位等硬件信息。设备树的核心目标是将硬件描述从 Linux 内核源码中剥离出来，使得同一份内核镜像可以支持多种硬件平台，而无需为每块板子重新编译内核。

设备树由一系列节点（node）和属性（property）组成，每个节点代表一个硬件设备或总线，属性则描述设备的配置参数，如寄存器地址、中断号、时钟频率等。设备树的根节点是 /，所有设备节点都挂载在根节点下，形成一棵完整的硬件树。

1.2 DTS / DTC / DTB 的关系

设备树的开发和使用涉及三种文件形态，它们构成了从源码到二进制再到内核解析的完整链路：

DTS 文件支持 #include 机制，可以引用 .dtsi（Device Tree Source Include）头文件。SoC 厂商通常提供 soc.dtsi 描述芯片内部外设，板级开发者再通过 board.dts 引用并覆盖或添加板级特有设备。

1.3 设备树在 Linux 内核中的作用

设备树在 Linux 内核中扮演着硬件描述与驱动匹配的桥梁角色，其核心作用体现在以下四个方面：

• 硬件描述标准化： 内核通过 DTB 获取所有外设的寄存器基址、中断号、DMA 通道、时钟频率等参数，不再依赖硬编码的板级文件。
• 驱动匹配与实例化： 设备树中的 compatible 属性是驱动匹配的关键字。内核在启动时遍历设备树节点，根据 compatible 字符串查找对应的 platform_driver，并调用 probe() 函数。
• 中断与 GPIO 绑定： 设备树通过 interrupts、interrupt-parent、gpios 等属性，将外设的中断请求线与中断控制器、GPIO 引脚与 GPIO 控制器进行绑定，这是本课程的核心内容。
• 运行时配置： 设备树支持 chosen 节点传递启动参数（如 bootargs），也支持通过 status 属性（okay / disabled）动态启用或禁用设备。

1.4 设备树语法速览

一个典型的设备树节点包含以下要素，我们以 GPIO 按键为例展示其语法结构：

/dts-v1/;

#include "imx6ul.dtsi"

/ {
    model = "Freescale i.MX6 UltraLite Board";
    compatible = "fsl,imx6ul-14x14-evk", "fsl,imx6ul";

    chosen {
        bootargs = "console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk1p2 rw";
    };

    gpio-keys {
        compatible = "gpio-keys";
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = &key_pins;

        key-gpio {
            label = "KEY0";
            gpios = &gpio1 18 GPIO_ACTIVE_LOW;
            linux,code = <KEY_ENTER>;
        };
    };
};

&uart1 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = &uart1_pins;
};

1.5 本章小结