DTC、DTS、DTSI、DTBO 关系详解

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DTC、DTS、DTSI、DTBO 关系详解

📌 一、核心关系总览

复制代码

源码文件(.dts) → 头文件(.dtsi) → 预处理(.dts) → 编译(.dtb) → 重载(.dtbo)
       │               │              │              │
       └──────┬───────┘              └──────┬───────┘
              │                             │
          人工编写                   Device Tree Compiler(DTC)
                                   (预处理 + 编译)

📊 二、详细对比表格

组件	全称	作用	文件类型	类比解释
DTC	Device Tree Compiler	设备树编译器，将.dts/.dtsi编译成二进制.dtb	工具软件	编译器 (如gcc)
DTS	Device Tree Source	设备树源码文件，描述硬件配置	文本文件(.dts)	C语言源文件 (.c)
DTSI	Device Tree Source Include	设备树头文件，公共硬件描述	文本文件(.dtsi)	C语言头文件 (.h)
DTB	Device Tree Blob	二进制设备树，内核直接读取	二进制文件(.dtb)	可执行文件 (.exe/.elf)
DTBO	Device Tree Blob Overlay	设备树叠加层，用于动态修改DTB	二进制文件(.dtbo)	补丁文件/插件

🎯 三、详细说明与场景示例

1. DTC（Device Tree Compiler）- 编译器

bash 复制代码

# DTC工作示例
dtc -I dts -O dtb -o my_board.dtb my_board.dts
# ↑将dts编译成dtb      ↓将dtb反编译为dts
dtc -I dtb -O dts -o my_board.dts my_board.dtb

2. DTS（设备树源文件）- 主板专属配置

dts 复制代码

// my_board.dts
/dts-v1/;
#include "soc_base.dtsi"        // 包含SoC通用配置
#include "display.dtsi"         // 包含显示模块配置

/ {
    model = "My Custom Board";
    compatible = "mycompany,myboard";
    
    memory@80000000 {
        device_type = "memory";
        reg = <0x80000000 0x40000000>;
    };
    
    // 板级特定配置
    gpio_keys {
        compatible = "gpio-keys";
        button1 {
            gpios = <&gpio0 5 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        };
    };
};

3. DTSI（设备树头文件）- 通用模块定义

dtsi 复制代码

// soc_base.dtsi - SoC厂商提供
/ {
    cpus {
        cpu@0 {
            compatible = "arm,cortex-a53";
            device_type = "cpu";
        };
        cpu@1 {
            compatible = "arm,cortex-a53";
            device_type = "cpu";
        };
    };
    
    soc {
        serial0: serial@11000000 {
            compatible = "ns16550a";
            reg = <0x11000000 0x1000>;
        };
        
        gpio0: gpio@10000000 {
            compatible = "snps,dw-apb-gpio";
            reg = <0x10000000 0x1000>;
        };
    };
};

4. DTBO（设备树叠加层）- 硬件扩展/修改

dts 复制代码

// 添加一个新的I2C设备
/dts-v1/;
/plugin/;

&i2c1 {  // 引用原设备树中的i2c1节点
    status = "okay";
    
    temperature_sensor: lm75@48 {
        compatible = "national,lm75";
        reg = <0x48>;
    };
};

🔄 四、完整编译流程示例

复制代码

# 文件结构：
#  soc_vendor/
#  ├── common/
#  │   ├── soc_base.dtsi    (SoC基础定义)
#  │   └── display.dtsi     (显示模块定义)
#  └── boards/
#      ├── board_v1.dts     (V1版硬件)
#      └── board_v2.dts     (V2版硬件)

# 编译流程：
1. 预处理：dtc -E -o board_v1_temp.dts board_v1.dts
   ↓
   board_v1.dts + soc_base.dtsi + display.dtsi → board_v1_temp.dts
   
2. 编译：dtc -I dts -O dtb -o board_v1.dtb board_v1_temp.dts
   ↓
   board_v1_temp.dts → board_v1.dtb (内核可加载)

3. 制作叠加层：dtc -@ -I dts -O dtb -o add_sensor.dtbo add_sensor.dts

🛠 五、实际应用场景

场景1：同一SoC，不同主板

复制代码

SoC: Qualcomm Snapdragon 888 (sd888.dtsi)
├── 手机A: phone_a.dts (包含sd888.dtsi，添加手机A特有配置)
└── 平板B: tablet_b.dts (包含sd888.dtsi，添加平板B特有配置)

场景2：硬件扩展板（HAT）

bash 复制代码

# Raspberry Pi HAT示例
原始DTB: bcm2711-rpi-4b.dtb
HAT DTBO: rpi-display.dtbo
应用叠加: sudo dtoverlay rpi-display.dtbo
结果: 原始DTB + DTBO → 运行时合并的设备树

场景3：内核模块动态配置

c 复制代码

// 驱动程序通过设备树获取硬件信息
static int my_driver_probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct device_node *np = pdev->dev.of_node;
    const char *model = of_get_property(np, "model", NULL);
    // 从设备树读取配置
}

📈 六、关系可视化

DTSI 头文件

通用硬件描述
DTS 源文件

主板特定配置
DTC 编译器
预处理
展开的DTS
编译
DTB 二进制文件
DTBO 叠加层
运行时合并
最终设备树

内核使用

💡 七、关键要点总结

层次化设计：
- DTSI：芯片级通用配置
- DTS：板级特定配置
- DTBO：运行时动态修改
编译链 ：.dts + .dtsi → DTC → .dtb
叠加机制 ：.dtb + .dtbo → 运行时合并设备树
主要优势：
- 硬件描述与内核代码分离
- 同一内核支持多种硬件
- 支持动态硬件配置

典型路径（Linux内核中）：

复制代码

/arch/arm/boot/dts/           # 存放DTS/DTSI文件
├── vendor_soc.dtsi
├── board_v1.dts
└── overlays/                 # DTBO文件

通过这种架构，Linux内核可以保持硬件无关性，而硬件配置信息通过设备树灵活传递，大大提高了嵌入式系统的可移植性和可维护性。