3. 设备树常用属性：compatible、reg、interrupts、status、model 等核心属性详解

设备树（Device Tree）中的每个节点都通过一系列属性（Properties）来描述硬件设备的特征、资源需求和工作状态。这些属性是内核驱动与硬件信息之间的桥梁。本章将深入解析最核心的五个属性：compatible、reg、interrupts、status 和 model，并结合实战案例说明其用法。

3.1 compatible 属性：驱动匹配的“身份证”

compatible 是设备树中最重要的属性，它指定了设备与内核驱动之间的匹配关系。其值是一个字符串列表，格式通常为 "厂商,型号"。

• 匹配顺序：内核在加载驱动时，会按照设备树中 compatible 列表的从前到后顺序，依次与驱动中 of_match_table 里的字符串进行匹配。第一个匹配成功的驱动将被绑定。
• 命名规范：推荐使用全小写字母，厂商名与型号之间用逗号分隔，例如 "ti,am335x-uart"、"fsl,imx6q-uart"。
• 兼容性设计：通常将最具体的型号放在最前面，通用型号放在后面。例如 "ti,am335x-uart", "ns16550"，表示该设备兼容 TI 的 AM335x UART，同时也兼容标准的 16550 UART。

// 设备树节点
uart0: serial@44e09000 {
    compatible = "ti,am335x-uart", "ns16550";
    reg = <0x44e09000 0x2000>;
    interrupts = <72>;
    status = "okay";
};

// 内核驱动中的匹配表 (Linux 内核源码示例)
static const struct of_device_id omap_uart_of_match[] = {
    { .compatible = "ti,am335x-uart", .data = &am335x_uart_data, },
    { .compatible = "ti,omap2-uart",  .data = &omap2_uart_data, },
    { /* sentinel */ }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, omap_uart_of_match);

3.2 reg 属性：描述地址空间与资源范围

reg 属性用于描述设备在系统总线上的地址空间，通常包含一个或多个 地址/长度对。其格式为 reg = <address1 length1 [address2 length2] ...>。

• 地址单元：地址和长度的位数由父节点的 #address-cells 和 #size-cells 属性决定。通常 #address-cells = <1> 表示 32 位地址，#address-cells = <2> 表示 64 位地址。
• 多段描述：如果一个设备有多个不连续的地址区域（如 FIFO 缓冲区、控制寄存器、数据寄存器），可以使用多个地址/长度对。
• 资源映射：内核通过 platform_get_resource() 或 of_iomap() 等 API 从 reg 属性中获取物理地址并映射到虚拟地址空间。

// 父节点定义地址单元
soc {
    compatible = "simple-bus";
    #address-cells = <1>;   // 32位地址
    #size-cells = <1>;      // 32位长度

    // 子节点使用 reg 描述两段地址空间
    ethernet: ethernet@4a100000 {
        compatible = "ti,cpsw";
        reg = <0x4a100000 0x800   // 控制寄存器基址+长度
               0x4a100800 0x100>; // 数据寄存器基址+长度
        interrupts = <40 41>;
        status = "okay";
    };
};

3.3 interrupts 属性：连接中断控制器

interrupts 属性用于描述设备产生的中断信号，其格式依赖于父节点（中断控制器）的 #interrupt-cells 属性。通常包含中断号和触发类型。

• 中断号：在 ARM GIC（通用中断控制器）中，通常使用 SPI（共享外设中断）或 PPI（私有外设中断）编号。
• 触发类型：常见值包括 IRQ_TYPE_EDGE_RISING (上升沿触发)、IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH (高电平触发) 等。
• 多中断：如果一个设备有多个中断源（如 TX 中断、RX 中断），可以在 interrupts 属性中列出多个中断描述。
• 中断父节点：通过 interrupt-parent 属性指定该设备连接的中断控制器节点。如果未指定，则继承父节点的中断控制器。

// 中断控制器节点 (GIC)
gic: interrupt-controller@48241000 {
    compatible = "arm,cortex-a15-gic";
    #interrupt-cells = <3>;  // 格式: <中断类型 中断号 触发类型>
    interrupt-controller;
    reg = <0x48241000 0x1000>;
};

// 使用中断的设备节点
key: gpio-keys {
    compatible = "gpio-keys";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
    interrupt-parent = <&gpio1>;  // 连接到 GPIO 控制器

    button@0 {
        label = "User Button";
        linux,code = <KEY_ENTER>;
        interrupts = <3 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;  // GPIO1_3 上升沿中断
        status = "okay";
    };
};

3.4 status 属性：控制设备启用状态

status 属性用于指示设备的启用或禁用状态。它允许在不修改硬件描述的情况下，通过设备树来启用或禁用某个外设。

// SoC 级 dtsi 文件 (默认禁用)
i2c0: i2c@44e0b000 {
    compatible = "ti,am335x-i2c";
    reg = <0x44e0b000 0x1000>;
    interrupts = <70>;
    status = "disabled";  // 默认禁用
};

// 板级 dts 文件 (启用并配置)
&i2c0 {
    status = "okay";      // 在板级文件中启用
    clock-frequency = <400000>;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&i2c0_pins>;
};

3.5 model 属性：描述设备型号

model 属性是一个字符串，用于描述设备或板卡的具体型号。它通常出现在根节点或设备节点中，提供人类可读的硬件标识信息。

• 根节点使用：在根节点中，model 属性描述整个开发板的型号，例如 "TI AM335x BeagleBone Black"。
• 设备节点使用：在具体设备节点中，model 属性可以描述该设备的精确型号，例如 "Samsung S5K5BAFX 5MP Camera"。
• 与 compatible 的区别：compatible 用于驱动匹配，是内核编程接口；model 主要用于信息展示和调试，不参与驱动匹配逻辑。

// 根节点中的 model 属性
/ {
    model = "TI AM335x BeagleBone Black";
    compatible = "ti,am335x-bone-black", "ti,am335x-bone", "ti,am33xx";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;

    // 设备节点中的 model 属性
    lcd: display@0 {
        compatible = "ilitek,ili9341";
        model = "ILI9341 2.8 inch TFT LCD";
        reg = <0>;
        status = "okay";
    };
};

3.6 属性综合实战：构建一个完整的 I2C 设备节点

下面通过一个完整的 I2C 温度传感器节点，综合运用本章所学的五个核心属性。

// I2C 控制器节点
i2c2: i2c@4819c000 {
    compatible = "ti,omap4-i2c";
    reg = <0x4819c000 0x1000>;
    interrupts = <30>;
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;
    status = "okay";
    clock-frequency = <100000>;

    // 挂载在 I2C 总线上的温度传感器
    temp_sensor: temperature-sensor@48 {
        compatible = "ti,tmp102";          // 驱动匹配
        reg = <0x48>;                      // I2C 从设备地址
        interrupts = <5 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>; // 中断配置
        model = "TI TMP102 Digital Temperature Sensor"; // 型号描述
        status = "okay";                   // 启用设备
    };
};

3.7 属性使用避坑指南