嵌入式 Linux 系列 08：设备树和驱动入门

设备树和驱动是嵌入式 Linux 的核心内容之一。很多外设问题不是驱动代码错了，而是设备树、引脚复用、电源、时钟、复位脚或硬件连接出了问题。入门时要先理解“设备树描述硬件，驱动使用这些描述”。

一、设备树解决什么问题

Linux 内核需要知道板子上有哪些设备，以及它们如何连接。

设备树描述：

• 设备地址。
• 中断号。
• GPIO。
• 时钟。
• 电源。
• 引脚复用。
• compatible 字符串。

示例：

&i2c1 {
    status = "okay";

    sensor@48 {
        compatible = "vendor,temp-sensor";
        reg = <0x48>;
    };
};

这里表示 I2C1 总线上有一个地址为 0x48 的传感器。

二、compatible 很关键

驱动通过 compatible 匹配设备。

驱动中通常有：

static const struct of_device_id sensor_of_match[] = {
    { .compatible = "vendor,temp-sensor" },
    { }
};
MODULE_DEVICE_TABLE(of, sensor_of_match);

设备树里的 compatible 必须和驱动匹配，否则 probe 不会执行。

三、probe 是驱动入口

平台驱动常见结构：

static int sensor_probe(struct platform_device *pdev)
{
    dev_info(&pdev->dev, "sensor probe\n");
    return 0;
}

static struct platform_driver sensor_driver = {
    .probe = sensor_probe,
    .driver = {
        .name = "temp_sensor",
        .of_match_table = sensor_of_match,
    },
};

module_platform_driver(sensor_driver);

如果 dmesg 里看不到 probe 日志，先查：

• 驱动是否编进内核或加载模块。
• compatible 是否一致。
• 设备树节点 status 是否为 okay。
• 总线控制器是否启用。
• 内核日志级别是否过滤。

四、从用户态验证外设

I2C 外设：

i2cdetect -y 1
i2cget -y 1 0x48 0x00

GPIO：

ls /sys/class/gpio

中断：

cat /proc/interrupts

驱动节点：

ls -l /dev
ls /sys/class

用户态验证能帮助判断问题是在硬件、设备树、驱动还是应用层。

五、常见问题

设备完全不响应：

• 地址错。
• 电源没开。
• 复位脚没释放。
• 引脚复用错。
• 总线没有启用。

probe 不执行：

• compatible 不匹配。
• 驱动没编译。
• 设备树没被实际加载。
• 节点 status 是 disabled。

读写失败：

• 寄存器地址错。
• 时序不满足。
• 设备处于低功耗。
• 总线速率不合适。

中断不触发：

• 中断 GPIO 配错。
• 上升沿/下降沿配置错。
• pinctrl 没配。
• 硬件没有拉高或拉低。

六、学习顺序

建议顺序：

1. 看懂设备树节点。
2. 修改一个 GPIO LED。
3. 调通一个 I2C 设备。
4. 看懂 probe 流程。
5. 增加 sysfs 或字符设备接口。
6. 再学习中断、DMA、电源管理。

驱动入门不要急着写复杂框架。先把设备树、probe、用户态验证和 dmesg 日志链路跑通，后面的内容才有基础。