2. 设备树文件格式：DTS、DTSI、DTB、DTC编译器、设备树源文件语法基础

设备树在嵌入式系统中以多种文件形态存在，从人类可读的源文件到内核解析的二进制块，每一层都有明确的格式与工具链。理解这些文件格式及其转换关系，是掌握设备树加载与传递的前提。

2.1 四种核心文件形态

2.2 DTC编译器：从文本到二进制

DTC（Device Tree Compiler）是设备树的官方编译器，负责将 .dts/.dtsi 编译为 .dtb，也可反编译 .dtb 回 .dts。其核心工作流程如下：

# 编译 .dts 为 .dtb
dtc -I dts -O dtb -o imx6ull-evk.dtb imx6ull-evk.dts

# 反编译 .dtb 为 .dts（调试用）
dtc -I dtb -O dts -o imx6ull-evk-decompiled.dts imx6ull-evk.dtb

# 查看 .dtb 的详细信息
dtc -I dtb -O dts --sort imx6ull-evk.dtb | head -50

2.3 设备树源文件语法基础

.dts 文件采用树形结构描述硬件，核心语法元素包括：节点（node）、属性（property）、标签（label）、引用（phandle）、包含（include）。

2.3.1 节点与属性

每个设备树由根节点 / 开始，内部嵌套子节点。节点名称格式为 node-name@unit-address，其中 unit-address 通常对应设备寄存器基地址。

/dts-v1/;

/ {
    compatible = "vendor,board-name";    // 根节点兼容性
    #address-cells = <1>;               // 地址宽度：32位
    #size-cells = <1>;                  // 大小宽度：32位

    memory@80000000 {                    // 内存节点
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x20000000>;   // 基地址 0x80000000，大小 512MB
    };

    chosen {                             // 内核启动参数节点
        bootargs = "console=ttymxc0,115200 root=/dev/mmcblk0p2";
    };

    soc {                                // 片上系统总线节点
        compatible = "simple-bus";
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <1>;
        ranges;

        uart1: serial@02020000 {         // UART控制器节点，带标签 uart1
            compatible = "vendor,uart-ip";
            reg = <0x02020000 0x4000>;
            interrupts = <0 58 4>;
            status = "okay";
        };
    };
};

2.3.2 属性数据类型

2.3.3 标签与引用（phandle）

标签（label）为节点提供别名，方便在其他位置引用。引用通过 &label 语法实现，编译器自动生成 phandle（指针句柄）。

// 定义标签
uart1: serial@02020000 {
    compatible = "vendor,uart-ip";
    reg = <0x02020000 0x4000>;
    pinctrl-0 = <&pinctrl_uart1>;   // 引用 pinctrl 节点
};

// 在根节点下引用并追加属性
&uart1 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
};

2.3.4 包含机制（.dtsi）

.dtsi 文件用于存放 SoC 公共定义、IP 核描述、时钟配置等复用内容。.dts 通过 #include 指令引入 .dtsi，支持 C 预处理器宏定义。

// imx6ull.dtsi（SoC公共定义）
/ {
    soc {
        uart1: serial@02020000 {
            compatible = "vendor,uart-ip";
            reg = <0x02020000 0x4000>;
            interrupts = <0 58 4>;
            status = "disabled";   // 默认关闭
        };
    };
};

// imx6ull-evk.dts（单板文件）
#include "imx6ull.dtsi"           // 引入 SoC 定义
#include "imx6ull-evk.dtsi"       // 引入板级公共定义

/ {
    model = "i.MX6ULL EVK Board";
    compatible = "vendor,imx6ull-evk";
};

&uart1 {
    status = "okay";              // 在单板中使能 UART1
};

2.4 设备树语法结构图

2.5 编译与反编译实战

以下展示一个完整的设备树编译流程，从源文件到二进制，再到反编译验证：

# 1. 查看源文件结构
$ cat myboard.dts
/dts-v1/;
#include "soc.dtsi"

/ {
    model = "MyBoard v1";
    compatible = "vendor,myboard";

    leds {
        compatible = "gpio-leds";
        led0: led@0 {
            label = "heartbeat";
            gpios = <&gpio1 3 0>;
            linux,default-trigger = "heartbeat";
        };
    };
};

# 2. 编译为 DTB
$ dtc -I dts -O dtb -o myboard.dtb myboard.dts

# 3. 查看 DTB 文件大小
$ ls -lh myboard.dtb
-rw-r--r-- 1 user user 2.3K Mar 15 10:30 myboard.dtb

# 4. 反编译验证
$ dtc -I dtb -O dts -o myboard_reverse.dts myboard.dtb
$ diff myboard.dts myboard_reverse.dts   # 应无差异（除注释外）

2.6 常见编译错误与排查