2、设备树基础：设备树语法入门、节点与属性、设备树编译与反编译、设备树在Linux启动中的作用
2.1 设备树到底是个啥？
说实话，我刚接触嵌入式Linux那会儿，对设备树也是一头雾水。那时候还在用老式的板级文件（board-xxx.c），每次换个外设都得改内核源码，重新编译，麻烦得要命。
设备树（Device Tree）说白了，就是一套描述硬件信息的“说明书”。它用文本文件的形式，告诉内核：你的CPU是什么、内存多大、I2C总线上挂了哪些设备、GPIO怎么配置……等等。内核启动时读这份说明书，就知道该怎么初始化硬件了。
我个人习惯把设备树比作“硬件的身份证”。你想想看，没有身份证，别人怎么知道你是谁？内核也一样，没有设备树，它连你板子上有啥外设都不知道。
2.2 设备树语法入门
设备树的语法其实挺简单的。它用的是树形结构，根节点是“/”，下面挂各种子节点。每个节点代表一个硬件设备或总线。
来看个最基本的例子：
/dts-v1/;
/ {
compatible = "my_company,my_board";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
memory@80000000 {
device_type = "memory";
reg = <0x80000000 0x10000000>;
};
chosen {
bootargs = "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2";
};
};
这里有几个关键点：
- /dts-v1/：版本声明，告诉编译器这是DTS v1格式
- compatible：兼容性字符串，内核用它来匹配驱动
- reg：地址和大小信息，格式是 <地址 长度>
- chosen：特殊节点，用来传启动参数
2.3 节点与属性详解
节点是设备树的基本单元。每个节点可以有多个属性，属性就是键值对。常见的属性类型有：
| 属性类型 | 示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 字符串 | compatible = "ti,am335x"; | 单个字符串 |
| 字符串列表 | compatible = "ti,am335x", "ti,omap"; | 多个字符串，用逗号分隔 |
| 32位整数 | reg = <0x48000000 0x1000>; | 尖括号括起来 |
| 64位整数 | reg = <0x00000000 0x80000000>; | 两个32位拼一个64位 |
| 布尔值 | status = "disabled"; | 用字符串表示，常见"okay"和"disabled" |
节点命名也有讲究。我建议用“设备名@地址”的格式。比如：
i2c@48000000 {
compatible = "ti,omap4-i2c";
reg = <0x48000000 0x1000>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
eeprom@50 {
compatible = "atmel,24c02";
reg = <0x50>;
};
};
这里i2c@48000000表示I2C控制器，地址是0x48000000。它下面挂了一个eeprom，地址是0x50。这种层级关系，内核解析起来非常直观。
2.4 设备树编译与反编译
设备树源文件（.dts）不能直接被内核使用，得编译成二进制格式（.dtb）。反过来，有时候拿到一个dtb文件，想看看里面是啥，就得反编译。
编译和反编译的工具是dtc（Device Tree Compiler）。用法很简单：
# 编译：dts -> dtb
dtc -I dts -O dtb -o my_board.dtb my_board.dts
# 反编译：dtb -> dts
dtc -I dtb -O dts -o my_board.dts my_board.dtb
参数说明：
- -I：输入格式（dts或dtb）
- -O：输出格式
- -o：输出文件名
还有个常用选项是-@，用来生成符号表。如果你要做设备树插件（DT Overlay），这个选项必须加。
fdtdump my_board.dtb | less
2.5 设备树在Linux启动中的作用
Linux启动时，设备树扮演了“硬件向导”的角色。整个过程大致是这样的：
- Bootloader加载dtb：U-Boot或别的bootloader从存储介质（Flash、SD卡等）读取dtb文件，放到内存里。
- 传递dtb地址给内核：Bootloader通过寄存器或参数传递dtb的内存地址。
- 内核解析dtb：内核启动早期，会解析dtb，构建出设备树结构体（device_node树）。
- 驱动匹配：内核遍历设备树，根据compatible属性找到对应的驱动，然后调用驱动的probe函数。
- 设备初始化：驱动读取设备树中的reg、interrupts等属性，完成硬件初始化。
你想想看，如果没有设备树，内核就得靠板级文件里硬编码的地址和配置来初始化硬件。换一块板子就得改内核源码，那得多麻烦？
我记得有一次调试一个音频驱动，死活不出声。后来用ls /proc/device-tree/一看，发现设备树里音频节点的reg地址写错了。改过来重新编译，声音就出来了。所以说，设备树是调试硬件问题的第一站。
earlycon和dtb=...参数，可以提前看到设备树解析的日志。如果设备树有问题，这里会直接报错，省得你后面猜来猜去。
2.6 小结
设备树是嵌入式Linux开发的必修课。语法不难，但细节很多。我建议你从简单的板子开始，自己写一个dts文件，编译、加载、调试，走一遍完整的流程。遇到问题别怕，多用dtc和fdtdump工具看看，慢慢就熟练了。
下一章我们会深入讲时钟和复位节点的设计，那是设备树里最让人头疼的部分之一。做好准备，咱们接着干！