第3章：设备树文件结构：dts文件、dtsi文件、dtb文件、dtc编译器、编译与反编译实战

设备树这东西，刚接触时容易一头雾水。一堆后缀名，dts、dtsi、dtb，到底啥关系？

说白了，设备树就是一套描述硬件信息的文本文件。内核启动时读它，才知道你板子上接了啥外设。

我刚开始做BSP时，也搞混过这些概念。有一次把dtsi当成dts直接编译，折腾了半天。嗯，今天咱们就把这些文件类型彻底理清楚。

3.1 文件类型总览

设备树涉及四种核心文件/工具：

文件/工具	全称	作用
.dts	Device Tree Source	设备树源文件，描述具体板级硬件
.dtsi	Device Tree Source Include	设备树头文件，存放通用/SoC级描述
.dtb	Device Tree Blob	编译后的二进制文件，内核直接使用
dtc	Device Tree Compiler	编译器，把dts/dtsi转成dtb

3.2 dts文件与dtsi文件

dts是板级描述文件。每个具体的板子，都有一个对应的dts文件。

比如我做过一个i.MX6ULL的项目，板子叫myboard，那就有一个myboard.dts。

dtsi是公共描述文件。它存放SoC通用的硬件信息，比如CPU核数、中断控制器、时钟等。

为什么要有dtsi？你想想看，同一款SoC可能用在几十种板子上。如果每个dts都重复写一遍CPU描述，那得多累？

dtsi通过#include被dts引用。举个例子：

// myboard.dts
#include "imx6ull.dtsi"

/ {
    model = "MyBoard i.MX6ULL Board";
    compatible = "myboard,imx6ull";

    memory {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x20000000>;  // 512MB内存
    };

    &uart1 {
        status = "okay";
    };
};

而imx6ull.dtsi里，会定义SoC级别的节点：

// imx6ull.dtsi
/ {
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <1>;

    cpus {
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;

        cpu0: cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a7";
            device_type = "cpu";
            reg = <0x0>;
        };
    };

    uart1: uart@02020000 {
        compatible = "fsl,imx6ul-uart";
        reg = <0x02020000 0x4000>;
        interrupts = <0 26 4>;
        status = "disabled";
    };
};

3.3 dtb文件

dtb是二进制文件。内核启动时，uboot会把dtb加载到内存，然后传给内核。

dtb不能直接编辑。你想改硬件描述？必须改dts，重新编译。

我曾经犯过一个错：直接修改dtb的二进制数据，结果内核解析时直接崩溃。嗯，后来老老实实改dts了。

3.4 dtc编译器

dtc是设备树编译器。它把dts/dtsi编译成dtb。

Linux内核源码里自带dtc，路径在scripts/dtc/目录下。

基本用法：

# 编译dts为dtb
dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts

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

参数说明：

• -I：输入格式（dts或dtb）
• -O：输出格式（dts或dtb）
• -o：输出文件名

3.5 编译与反编译实战

咱们来动手试试。假设你有一个myboard.dts文件。

第一步：编译

dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts

如果dts语法正确，会生成myboard.dtb。没有报错就是成功。

第二步：反编译验证

dtc -I dtb -O dts -o myboard_decompiled.dts myboard.dtb

然后对比myboard.dts和myboard_decompiled.dts。你会发现结构基本一致，但有些标签名可能变了。

第三步：检查dtb内容

可以用hexdump查看dtb的二进制内容：

hexdump -C myboard.dtb | head -20

dtb文件以魔数0xd00dfeed开头。我每次看到这个魔数，都觉得设计者挺幽默的。

3.6 知识体系结构图

下面这张图，帮你理清设备树文件之间的关系：

3.7 小结

这一章咱们把设备树的文件结构理清楚了。

• dts是板级描述，dtsi是SoC级公共描述
• dtc负责编译，生成dtb二进制文件
• dtb是内核最终使用的格式
• 反编译可以用于调试，但别依赖它做修改

我个人建议，刚开始学设备树时，多动手编译、反编译几次。把dts和dtb的对应关系摸透了，后面学节点、属性就轻松多了。