设备树插件dtbo介绍与应用_linux dtbo

环境介绍

硬件：韦东山T113工控板
软件：Tina5.0 SDK

设备树插件简介

什么是设备插件

设备树插件DTBO（Device Tree Blob Overlay）是一种用于Linux内核和嵌入式系统的重要机制，主要用于动态地修改或扩展系统运行时的设备树配置。

为什么要用设备树插件

使用设备树插件的话，可以根据具体的外设来定制设备树插件，做到灵活替换。比如一个单板需要适配多种不同型号的屏幕，可以提前为每个屏幕做好一个设备树插件，用到哪个屏就动态替换对应的设备树插件。而不用换屏幕时，又去修改原始设备树文件，这样又得重新编译，重新烧录。

如何生成设备树插件

设备树插件语法

/dts-v1/;
/plugin/;

 / {
    fragment@0 {
        target-path = "/can@0x0";
        __overlay__ {
            /*在此添加要插入的节点*/
        };
    };

    fragment@1 {
        target-path = "/can@0x1";
        __overlay__ {
            /*在此添加要插入的节点*/
        };
    };
 };
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• 头部是作为一个 overlay 的描述：
  • /dts-v1/：指定 dts 版本；
  • /plugin/：表示设备树插件中可以引用设备树中的节点。因为这些节点在设备树插件中是未定义的，要加上/plugin/才可使用；
• 然后有个/节点，然后需要覆盖的地方用fragment@x作为节点名称：
  • target-path = "/can@0x0"：为需要覆盖的节点路径；
  • __overlay__：我们要插入的设备及节点或者要引用（追加）的设备树节点放在__overlay__{}内。

设备树插件语法举例

例如现在要利用设备树插件将can0禁用。
1、查看原始设备树board.dts，确定can0的节点路径：

2、可以发现，can0节点是直接挂在根节点下的，所以插件中要覆盖的节点路径就为/+ can@0x0：

/dts-v1/;
/plugin/;

 / {
    fragment@0 {
        target-path = "/can@0x0";	//需要覆盖的节点路径
        __overlay__ {
            /*在此添加要插入的节点*/
        };
    };
 };
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3、在__overlay__中按需加入或修改设备的属性，此例要将can0禁用，所以设置status为disabled：

/dts-v1/;
/plugin/;

 / {
    fragment@0 {
        target-path = "/can@0x0";		//需要覆盖的节点路径
        __overlay__ {
            #address-cells = <1>;
    		#size-cells = <0>;
    		compatible = "allwinner,sun8i-can";
    		device_type = "can0";
    		id = <0>;
    		status = "disabled";	//禁用can0
        };
    };
};
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4、若也要禁用can1，可再加一个fragment@1节点：

/dts-v1/;
/plugin/;

 / {
    fragment@0 {
        target-path = "/can@0x0";		//需要覆盖的节点路径
        __overlay__ {
            #address-cells = <1>;
    		#size-cells = <0>;
    		compatible = "allwinner,sun8i-can";
    		device_type = "can0";
    		id = <0>;
    		status = "disabled";		//禁用can0
        };
    };

    fragment@1 {
        target-path = "/can@0x1";		//需要覆盖的节点路径
        __overlay__ {
            #address-cells = <1>;
    		#size-cells = <0>;
    		compatible = "allwinner,sun8i-can";
    		device_type = "can1";
    		id = <0>;
    		status = "disabled";		//禁用can1
        };
    };
     
 };
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编译设备树插件

dtc -I dts -O dtbo -o kernel-overlay-can.dtbo kernel-overlay-can.dts
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• dtc：这是 Device Tree Compiler 的命令行工具
• -I dts：指定输入文件的格式为 dts（Device Tree Source）
• -O dtb：指定输出文件的格式为 dtb（Device Tree Blob）
• -o kernel-overlay-can.dtb：指定输出文件的名称为 kernel-overlay-can.dtb
• kernel-overlay-can.dts：输入文件的名称

常见的编译命令都是上面这样，但使用上面命令会报设备树语法错误，不知道是不是dtc编译器的问题。使用下面命令可以正常编译：

<sdk>/out/t113/kernel/build/scripts/dtc/dtc -I dts -O dtb -o kernel-overlay-can.dtb kernel-overlay-can.dts
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• <sdk>/.../dtc：使用tina sdk内核里的dtc
• -O dtb：这里的指定的输出类型是dtb而不是dtbo
• -o kernel-overlay-can.dtb：输出文件的后缀也是dtb

至此，设备树插件编译成功。

设备树插件应用

内核配置

配置CONFIG_OF_OVERLAY = y

Device Drivers 
    -> Device Tree and Open Firmware support 
        -> [*]Device Tree overlays
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应用

设备树覆盖前的CAN功能是正常的：

设置工作设备树地址

【以下命令均在uboot命令行执行】

• 可以通过uboot启动信息，查看设备树地址。下面红框内容表明，工作设备树从0x44851e58切换到了0x44831e58，实际就是从uboot设备树切换到了kernel设备树：

• 设置工作设备树为kernel设备树，也可以不设置，因为此时已切换到了kernel设备树：

fdt addr 0x44831e58
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加载设备树插件到内存

• 从emmc的boot-resource分区的kerneldtbo文件夹加载设备树插件到内存（据实际情况自行加载，在本文最后会简单介绍一下内存地址如何确定）：

fatload mmc 2:1 0x43000000 kerneldtbo/kernel-overlay-can.dtb
fdt resize 8192
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设备树覆盖

• 将内存0x43000000处的设备树插件覆盖到工作设备树：

fdt apply 0x43000000
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启动

boot
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验证

此时CAN测试会提示找不到CAN端口，说明设备树插件覆盖成功：

总结

问题

1、设备树插件里所要修改的节点，一定要在工作设备树中存在，否则fat apply时会提示FDT_ERR_NOTFOUND错误：

2、关于设备树插件加载到指定地址的这个“地址”是如何确定的，下面解释一下，但不严谨：
在内核cmdline加上memblock=debug、bootmem_debug=1两个参数，在内核启动时，会打印reserved memory详细信息。
重启开发板，会有如下类似的提示信息：

Starting kernel ...
...
...
memblock_reserve: [0x40100000-0x40eabcef] arm_memblock_init+0x20/0x78
memblock_reserve: [0x40004000-0x40007fff] arm_memblock_init+0x24/0x78
memblock_reserve: [0x41800000-0x4181ffff] arm_memblock_init+0x38/0x78
memblock_reserve: [0x41900000-0x41ffffff] early_init_fdt_scan_reserved_mem+0x64/0xa0
memblock_reserve: [0x42000000-0x420fffff] early_init_fdt_scan_reserved_mem+0x64/0xa0
memblock_reserve: [0x42100000-0x4210ffff] early_init_fdt_scan_reserved_mem+0x64/0xa0
memblock_reserve: [0x448df000-0x44cc6fff] early_init_fdt_scan_reserved_mem+0x64/0xa0
memblock_reserve: [0x47000000-0x47ffffff] memblock_alloc_range_nid+0xb0/0x128
...
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可以发现0x4210ffff到0x448df000中间有一段空出的空间，所以取了0x43000000。

参考文章

聊聊SOC启动（八） uboot启动流程三
覆盖设备树（Devices-tree overlays）