设备树语法概览

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Linux

一、设备树基础语法 ​

设备树（Device Tree）是一种描述硬件资源的树状数据结构，采用文本格式（.dts/.dtsi）和二进制格式（.dtb）。其核心语法规则如下：

  1. 节点结构
    节点由名称、地址、属性和子节点组成，基本格式为：
    [label:] node-name@unit-address { properties; child-nodes; };

    • label：节点别名，方便引用（如&uart1）。
    • unit-address：设备地址（如寄存器基地址）。

  2. 属性格式
    属性为键值对，值可以是字符串、数组、布尔值等，例如：

    json
    compatible = "vendor,model";  // 字符串列表 
reg = <0x02020000 0x4000>;    // 32位无符号整数数组 
status = "disabled";          // 布尔/状态标识

  3. 层级嵌套
    节点可包含子节点，形成树状结构。例如，SoC外设控制器下挂接具体设备。

dts
/ {
    model = "Example Board v1.0";      // 开发板型号 
    compatible = "vendor,example-soc"; // 兼容的SoC型号 
    #address-cells = <1>;              // 子节点地址用1个32位单元表示 
    #size-cells = <1>;                 // 子节点长度用1个32位单元表示 
 
    // 内存描述 
    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x40000000>; // 起始地址0x80000000，大小1GB 
    };
 
    // CPU节点 
    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a9";
            device_type = "cpu";
            reg = <0>;                // CPU编号 
        };
    };
 
    // SoC外设总线 
    soc {
        compatible = "simple-bus";
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        ranges;                       // 地址映射到父节点地址空间 
 
        // GPIO控制器 
        gpio_controller: gpio@10000000 {
            compatible = "vendor,soc-gpio";
            reg = <0x10000000 0x1000>; // 寄存器基地址和长度 
            #gpio-cells = <2>;         // 每个GPIO描述占用2个cell（引脚编号+标志）
            gpio-controller;           // 声明为GPIO控制器 
        };
 
        // I2C控制器 
        i2c@20000000 {
            compatible = "vendor,soc-i2c";
            reg = <0x20000000 0x1000>;
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <0>;
            interrupts = <15 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>; // 中断号和触发方式 
 
            // I2C连接的RTC设备 
            rtc@51 {
                compatible = "nxp,pcf8563";
                reg = <0x51>;          // I2C设备地址 
                interrupt-parent = <&gpio_controller>;
                interrupts = <3 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>; // GPIO3，下降沿触发 
            };
        };
    };
 
    // 特殊节点 
    aliases {
        serial0 = "/soc/serial@30000000"; // 串口别名 
    };
 
    chosen {
        bootargs = "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2"; // 内核启动参数 
    };
};

二、属性的不同形式 ​

  1. 字符串：用于描述兼容性、模型名称等，如 compatible = "fsl,imx6ul-evk-wm8960"。
  2. 32位整数数组：表示地址、长度等，如 reg = <0x02280000 0x4000> 表示寄存器基地址和长度。
  3. 布尔值：通过存在性表示（如 interrupt-controller; 表示该节点是中断控制器）。
  4. 混合类型：如 interrupts = <0 66 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>，包含中断号和触发方式。

三、常用标准属性 ​

compatible ​

核心驱动匹配属性，格式为 <厂商>,<驱动名>，如 compatible = "davicom,dm9000"。常常用于platform总线模型下 Linux内核通过platform总线模型实现设备与驱动的匹配。

当驱动使用module_platform_driver宏注册时，其本质是注册了一个platform_driver结构体，其中包含of_match_table字段。设备树节点的compatible属性会与驱动中的of_match_table进行匹配, 例如xilinx的gpio驱动和axi-gpio设备树：

c
static struct platform_driver xilinx_gpio_driver = {
    .probe = xgpio_of_probe,
    .remove = xgpio_remove,
    .driver = {
	    .name = "xilinx-gpio",
	    .of_match_table = xgpio_of_match,
	    .pm = &xgpio_dev_pm_ops,
    },
};
module_platform_driver(xilinx_gpio_driver);
dts
//axi-gpio设备树节点
axi_gpio_0: gpio@41210000 {
		#gpio-cells = <3>;
		clock-names = "s_axi_aclk";
		clocks = <&clkc 15>;
		compatible = "xlnx,axi-gpio-2.0", "xlnx,xps-gpio-1.00.a";
		gpio-controller ;
		reg = <0x41210000 0x10000>;
		xlnx,all-inputs = <0x0>;
		xlnx,all-inputs-2 = <0x0>;
		xlnx,all-outputs = <0x1>;
		xlnx,all-outputs-2 = <0x0>;
		xlnx,dout-default = <0x00000000>;
		xlnx,dout-default-2 = <0x00000000>;
		xlnx,gpio-width = <0x2>;
		xlnx,gpio2-width = <0x20>;
		xlnx,interrupt-present = <0x0>;
		xlnx,is-dual = <0x0>;
		xlnx,tri-default = <0xFFFFFFFF>;
		xlnx,tri-default-2 = <0xFFFFFFFF>;
	};

#address-cells / #size-cells ​

定义子节点地址和长度的字长（32位单元数）。例如：

c
#address-cells = <1>;  // 地址占1个单元 
#size-cells = <0>;     // 无长度信息

reg ​

描述设备地址空间，如 reg = <0x4600 0x100> 表示起始地址0x4600，长度0x100。

interrupts ​

定义中断号和触发方式，需配合 interrupt-parent 指定中断控制器。

status ​

设备状态，如 okay（启用）、disabled（禁用）。

四、特殊节点 ​

  1. aliases
    定义节点别名，简化引用路径。例如：

    c
    aliases {
    serial0 = &uart1;  // 通过别名访问节点 
};

  2. chosen
    传递启动参数（如内核命令行），通常由Bootloader填充：

    c
    chosen {
    bootargs = "console=ttymxc0,115200";
};

  3. memory
    描述物理内存布局，支持多段内存区域：

    c
    memory@0 {
    device_type = "memory";
    reg = <0x80000000 0x20000000>;  // 起始地址和长度 
};

五、查找节点的OF函数 ​

Linux内核提供以下常用OF（Open Firmware）函数查找设备树节点：

  1. 路径/名称查找

    • of_find_node_by_path("/soc/i2c@021a0000")：通过完整路径查找节点。
    • of_find_node_by_name(NULL, "gpio_spi")：通过节点名查找。

  2. 属性匹配

    • of_find_compatible_node(NULL, NULL, "vendor,model")：根据compatible属性查找。

  3. 父子节点操作

    • of_get_parent(node)：获取父节点。
    • of_get_next_child(parent, prev)：遍历子节点。

  4. 属性值提取

    • of_property_read_u32(node, "reg", &value)：读取32位整数属性。
    • of_property_read_string(node, "status", &str)：读取字符串属性。
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