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一、背景

dtb作為二進制文件被加載到內存中，然后由內核讀取并進行解析，如果對dtb文件的格式不了解，那么在看設備樹解析相關的內核代碼時將會寸步難行，而閱讀源代碼才是了解設備樹最好的方式。

所以，如果需要更透徹的了解設備樹解析的細節，第一步就是需要了解設備樹的格式。

二、dtb的由來

設備樹的一般操作方式是：開發人員根據開發需求編寫dts文件，然后使用dtc將dts編譯成dtb文件。

DTB文件是由DTS文件通過dtc命令編譯生成的二進制文件。DTS文件不能直接被內核解析，需要編譯成DTB文件才可以直接被內核識別并解析使用的。

dts文件是文本格式的文件，而dtb是二進制文件，在linux啟動時被加載到內存中，接下來我們需要來分析設備樹dtb文件的格式。

三、dts和dtb文件的

編譯.dts文件生成DTB文件：

dtc -I dts -O dtb -o output.dtb input.dts

反匯編DTB文件生成.dts文件：換

dtc -I dtb -O dts -o output.dts input.dtb

四、dtb格式總覽

dtb的格式是這樣的：

4.1dtbheader

但凡涉及到數據的記錄，就一定會有一個總的描述部分，就像磁盤的超級塊，書的目錄，dtb當然也不例外，這個描述頭部就是dtb的header部分，通過這個header部分，用戶可以快速地了解到整個dtb的大致信息。header可以用這么一個結構體來描述：

struct fdt_header { fdt32_t magic; /* magic word FDT_MAGIC */ fdt32_t totalsize; /* total size of DT block */ fdt32_t off_dt_struct; /* offset to structure */ fdt32_t off_dt_strings; /* offset to strings */ fdt32_t off_mem_rsvmap; /* offset to memory reserve map */ fdt32_t version; /* format version */ fdt32_t last_comp_version; /* last compatible version */ /* version 2 fields below */ fdt32_t boot_cpuid_phys; /* Which physical CPU id we're booting on */ /* version 3 fields below */ fdt32_t size_dt_strings; /* size of the strings block */ /* version 17 fields below */ fdt32_t size_dt_struct; /* size of the structure block */ };

各字段含義如下：

magic

設備樹的魔數，魔數其實就是一個用于識別的數字，表示設備樹的開始，linuxdtb的魔數為0xd00dfeed.

totalsize

這個設備樹的size，也可以理解為所占用的實際內存空間。

off_dt_struct

offsettodt_struct，表示整個dtb中structure部分所在內存相對頭部的偏移地址

off_dt_strings

offsettodt_string，表示整個dtb中string部分所在內存相對頭部的偏移地址

off_mem_rsvmap

offsettomemoryreservemap，dtb中memoryreservemap所在內存相對頭部的偏移地址，

version

設備樹的版本，截至目前的最新版本為17.

last_comp_version

最新的兼容版本

boot_cpuid_phys

這部分僅在版本2中存在，后續版本不再使用。

size_dt_strings

表示整個dtb中string部分的大小

size_dt_struct

表示整個dtb中struct部分的大小

alignmentgap

中間的alignmentgap部分表示對齊間隙，它并非是必須的，它是否被提供以及大小由具體的平臺對數據對齊和的要求以及數據是否已經對齊來決定。

memoryreservemap

memoryreservemap：描述保留的內存部分，這個map的數據結構是這樣的：

{ uint64_t physical_address; uint64_t size; }

這部分存儲了此結構的列表，整個部分的結尾由一個數據為0的結構來表示(即physical_address和size都為0，總共16字節)。

這一部分的數據并非是節點中的memory子節點，而是在設備開始之前(也就是第一個花括號之前)定義的,例如：

/dts-v1/ /memreserve/ 0x10000000 0x100000 /*在結構提中的表示為 physical_address=0x10000000，size=0x100000 */ { ... }

這一部分的作用是告訴內核哪一些內存空間需要被保留而不應該被系統覆蓋使用，因為在內核啟動時常常需要動態申請大量的內存空間，只有提前進行注冊，用戶需要使用的內存才不會被系統征用而造成數據覆蓋。

值得一提的是，對于設備樹而言，即使不指定保留內存，系統也會默認為設備樹保留相應的內存空間。

同時，這一部分需要64位(8字節)對齊。

4.2device-treestructure

device-treestructure：每個節點都會被描述為一個struct，節點之間可以嵌套，因此也會有嵌套的struct。

structure的的結構是這樣的：

一個node開始信號，OF_DT_BEGIN_NODE，內容為：0x00000001

對于版本1-3而言，這一部分是節點的全路徑，以/開頭，而對于版本16及以上，這部分只是unitname(root除外，它沒有unitname)，unitname是以0結尾的字符串

可選的對齊字節

對于每個屬性字段：

如果有子節點，遞歸地對子節點進行描述。

節點結束信號，OF_DT_END_NODE，數據為0x00000002.

每個節點的信息都按照上述結構被描述，需要注意的是，所有用于描述一個特定節點的屬性都必須在任何子節點之前定義，雖然設備樹的層次結構不會因此產生二義性，但是linuxkernel的解析程序要求這么做。

4.3device-treestrings

device-treestrings：在dtb中有大量的重復字符串，比如"model","compatile"等等，為了節省空間，將這些字符串統一放在某個地址，需要使用的時候直接使用索引來查看。

需要注意的是，屬性部分格式為key=value，key部分被放置在strings部分，而value部分的字符串并不會放在這一部分，而是直接放在structure中。

五、dtb文件解析示例

光說不練假把式，下面我就使用一個簡單的示例來剖析dtb的文件格式。

下述示例僅僅是一個演示demo，不針對任何平臺，為了演示方便，編寫了一個非常簡單的dts文件。

/dts-v1/; / { compatible = "hd,test_dts", "hd,test_xxx"; #address-cells = ; #size-cells = ; model = "HD test dts"; chosen { stdout-path = "/ocp/serial@ffff"; }; memory@80000000 { device_type = "memory"; reg = ; }; led1:led@2000000 { compatible = "test_led"; #address-cells = ; #size-cells = ; reg = ; }; };

編譯當前dts文件，獲取對應的dtb文件。

鑒于dtb文件為二進制文件，普通編輯器打開顯示亂碼，我們使用ultraEdit查看，它將數據以16進制形式顯示：