2. 设备树基础：语法、节点、属性与核心概念

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、总线、中断控制器、时钟、GPIO 等硬件信息。在嵌入式 Linux 中，设备树是驱动与硬件之间的“桥梁”，尤其对于 V4L2 子系统，pinctrl 和时钟配置的正确性直接依赖于设备树的描述。

2.1 设备树语法概述

设备树源文件（.dts）采用树形结构，以“/”为根节点，每个节点代表一个硬件设备或总线。基本语法规则如下：

• 节点（node）：以 node-name@unit-address 形式定义，unit-address 通常为寄存器或总线地址。
• 属性（property）：键值对，值可以是字符串、整数、数组、二进制数据等。
• 标签（label）：为节点起别名，便于引用，如 i2c0: i2c@ff000000。
• 包含文件：使用 #include 引入 .dtsi 文件，实现 SoC 级描述复用。

2.2 节点与属性详解

每个节点可以包含子节点和属性。以下是 V4L2 摄像头设备树中常见的节点与属性示例：

/ {
    model = "Embedded Camera Board";
    compatible = "vendor,board-rev1";

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

        i2c2: i2c@ff130000 {
            compatible = "snps,designware-i2c";
            reg = <0xff130000 0x1000>;
            interrupts = <0 38 4>;
            clocks = <&clk_i2c2>;
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <0>;

            camera_sensor: camera@10 {
                compatible = "sony,imx219";
                reg = <0x10>;
                clocks = <&clk_cam_mclk>;
                clock-names = "xvclk";
                pinctrl-names = "default", "sleep";
                pinctrl-0 = <&cam_pins_default>;
                pinctrl-1 = <&cam_pins_sleep>;
                reset-gpios = <&gpio2 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
                port {
                    sensor_ep: endpoint {
                        remote-endpoint = <&csi_ep>;
                        data-lanes = <1 2>;
                        clock-noncontinuous;
                    };
                };
            };
        };
    };
};

2.3 核心属性：reg、interrupts、clocks、pinctrl

对于 V4L2 驱动，以下四个属性最为关键：

2.4 设备树层级与 V4L2 设备关系

下图展示了设备树中摄像头传感器、CSI 控制器、时钟和 pinctrl 之间的层级关系：

2.5 属性值格式与编码

设备树属性值有多种编码方式，驱动解析时必须匹配：

2.6 #address-cells 与 #size-cells

这两个属性决定了 reg 属性中地址和长度的编码单元数：

• #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。
• 对于 64 位地址空间，使用 <2>。

2.7 中断属性详解

中断属性 interrupts 的格式依赖于父中断控制器的 #interrupt-cells：

// GIC（通用中断控制器）典型配置
interrupt-parent = <&gic>;
interrupts = <0 38 4>;
// 含义：SPI 类型（0），中断号 38，高电平触发（4）

// 简单中断控制器
interrupts = <10 2>;
// 含义：中断号 10，下降沿触发（2）

对于 V4L2 摄像头，CSI 控制器通常使用 SPI 中断，而传感器本身通过 I2C 通信，不直接使用中断线（但部分传感器支持帧同步中断）。

2.8 设备树编译与调试

设备树源文件需要编译为二进制 .dtb 文件供内核使用：

# 编译设备树
dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts

# 反编译查看
dtc -I dtb -O dts -o myboard.dts myboard.dtb

# 检查设备树是否被正确加载
ls /proc/device-tree/
cat /proc/device-tree/model

2.9 设备树与 V4L2 驱动的绑定流程

下图展示了从设备树描述到 V4L2 设备注册的完整流程：

2.10 常见设备树错误与排查