4、设备树编译器：dtc工具的使用、编译与反编译

设备树写好了，怎么变成内核能吃的二进制文件？

答案就是 dtc——Device Tree Compiler。

这玩意儿说白了就是设备树的「翻译官」。你把 .dts 文本文件丢给它，它给你吐出 .dtb 二进制。反过来也行，.dtb 反编译成 .dts，方便你调试。

我在项目里见过不少新人，拿着 .dts 直接往内核里塞，结果编译报错一脸懵。其实很多时候，就是没搞懂 dtc 的脾气。

4.1 dtc 工具从哪来？

dtc 的源码在 Linux 内核的 scripts/dtc/ 目录下。你编译内核的时候，它会被自动编译出来。

当然，你也可以单独编译它：

# 进入内核源码目录
make scripts/dtc
# 或者直接编译整个内核，dtc 也会生成
make defconfig
make -j4

编译完之后，工具在 scripts/dtc/dtc。我个人习惯把它拷到 /usr/local/bin/ 下，方便全局调用。

小提示： 如果你用的是 Ubuntu，可以直接 apt install device-tree-compiler。但版本可能比较老，我建议还是用内核自带的，版本匹配，坑少。

4.2 基本用法：编译 .dts → .dtb

这是最常用的操作。你写好了设备树源文件，想生成内核能识别的二进制：

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

参数解释：

  • -I dts：输入格式是 dts（文本）
  • -O dtb：输出格式是 dtb（二进制）
  • -o myboard.dtb：指定输出文件名
  • 最后一个参数是输入文件

就这么简单？嗯，大部分情况是的。但如果你遇到编译错误，dtc 会告诉你哪一行有问题。比如：

myboard.dts:45.3-11 syntax error
FATAL ERROR: Unable to parse input tree

这时候别慌。去第 45 行看看，多半是少了个分号，或者花括号没配对。我刚开始写设备树时，这种错误犯过不下十次。

4.3 反编译：.dtb → .dts

有时候你拿到一块开发板，厂商只给了 .dtb 文件。你想看看里面到底定义了哪些设备？反编译一下就行：

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

参数基本一样，只是输入输出格式互换了一下。

反编译出来的 .dts 文件，可读性还不错。但要注意，它会把所有节点都展开，包括那些被 /delete-node/ 或 /delete-property/ 删掉的内容。嗯，这里有个坑，我后面会讲。

注意： 反编译出来的 .dts 不能直接拿回去编译。因为 dtc 在反编译时会丢失一些注释和格式信息。我曾经试过「反编译→修改→再编译」，结果板子起不来了。排查了半天，发现是反编译时把某个 status = "disabled" 给丢了。

4.4 常用选项与调试技巧

dtc 还有一些选项，调试时特别有用。我列个表：

选项 作用 我的使用场景
-@ 生成符号节点（支持插件） 做设备树插件（overlay）时必须加
-H 指定 phandle 格式 兼容旧版内核时用，默认就好
-W 启用警告 比如 -W unit_address_vs_reg 检查地址格式
-E 启用错误检查 比如 -E no_unique_unit_address 检查地址唯一性
-v 显示版本信息 确认 dtc 版本，避免踩坑

举个例子，我想检查设备树里有没有地址冲突：

dtc -I dts -O dtb -o test.dtb test.dts -W unit_address_vs_reg -E no_unique_unit_address

如果输出是空的，说明没问题。如果有警告，dtc 会告诉你哪个节点有问题。

4.5 设备树插件（Overlay）的编译

这个稍微进阶一点。设备树插件允许你在不修改主设备树的情况下，动态添加或修改节点。比如你想在运行时加载一个 FPGA 的配置，就可以用 overlay。

编译插件时，必须加 -@ 选项：

dtc -@ -I dts -O dtb -o my-overlay.dtbo my-overlay.dts

注意输出后缀是 .dtbo，不是 .dtb。这是内核用来区分普通设备树和插件设备树的约定。

插件文件的内容长这样：

/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
    fragment@0 {
        target = &i2c1;
        __overlay__ {
            status = "okay";
            my-sensor@48 {
                compatible = "my,pressure-sensor";
                reg = <0x48>;
            };
        };
    };
};

这里 /plugin/; 告诉 dtc 这是一个插件。fragment@0 定义了一个片段，target 指向要修改的节点，__overlay__ 里面放你要添加或修改的内容。

核心要点： 主设备树编译时也要加 -@，否则插件找不到符号节点。我见过有人主设备树没加 -@，结果插件加载时内核报 symbols not found，折腾了一下午。

4.6 反编译的坑与避坑指南

前面提到反编译有坑，这里展开说说。

坑一：丢失 /delete-node/ 和 /delete-property/

如果你在 .dts 里用 /delete-node/ 删除了某个节点，反编译出来的 .dts 里这个节点又出现了。因为 dtc 在反编译时，只输出最终的内存表示，不会保留删除操作。

坑二：phandle 变成数字

原 .dts 里你写的 &gpio1，反编译后可能变成 &phandle 0x...<数字>。可读性差了很多。

坑三：标签丢失

你在节点前加的标签（label），比如 uart0: serial@... ，反编译后可能变成 serial@... ，标签没了。

我曾经在调试一个音频驱动时，反编译了厂商的 .dtb，想看看它的 codec 节点是怎么配的。结果反编译出来的文件里，所有标签都丢了，我对着原理图一个一个对地址，差点没崩溃。

避坑指南：

  • 反编译只用来「看」，不要用来「改」
  • 如果非要改，保留原始 .dts 源文件
  • 用 dtc -O dts -o /dev/stdout myboard.dtb 直接输出到终端，快速查看

4.7 实战：一个完整的编译流程

假设你有一个项目，设备树文件结构如下：

project/
├── myboard.dts          # 主设备树
├── myboard.dtsi         # 公共头文件（被 include）
└── my-overlay.dts       # 插件

编译主设备树：

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

编译插件：

dtc -@ -I dts -O dtb -o my-overlay.dtbo my-overlay.dts

检查生成的二进制：

dtc -I dtb -O dts myboard.dtb | head -50

这样你就能快速确认编译结果对不对。

我的习惯： 在 Makefile 里加一个 dtc-check 目标，每次修改 .dts 后自动编译并检查警告。比如： 
dtc-check:
    dtc -@ -I dts -O dtb -o /dev/null myboard.dts -W unit_address_vs_reg
这样能提前发现很多低级错误。

4.8 本章小结

dtc 是设备树开发中最常用的工具。你不需要记住所有选项，但下面这几个一定要烂熟于心：

  • 编译： dtc -I dts -O dtb -o xxx.dtb xxx.dts
  • 反编译： dtc -I dtb -O dts -o xxx.dts xxx.dtb
  • 插件编译： 加 -@，输出后缀 .dtbo
  • 调试： 用 -W 和 -E 检查潜在问题

嗯，工具本身不难。难的是你拿到一个 .dtb 后，能不能快速读懂它、修改它、验证它。下一节我们会深入设备树的语法和节点定义，到时候你会觉得，dtc 只是开胃菜。

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