[Happy Hacking Nezha Board] 掌握 Device Tree Oerlay 的魔法

liangdi LV 4

Device Tree 是目前嵌入式 Linux 系统最常用的设备解耦工具, 所以要玩转嵌入式 Linux , 这个东西必须掌握.

DTB, DTS , DTSI?

在 tina sdk 代码中, 有 board.dts , sun20iw1p1.dtsi 这些文件, 这些就是 device tree 的源文件,或者说描述文件.

dts 通过 dtc 这个编译器可以编译成 dtb 以及后面我们要用到的 dtbo(dtb overlay) , 它们是二进制文件, Linux 和 uboot 可以使用.

DTC

Device Tree Compiler , dts 的编译工具, Linux 下面可以使用包管理工具按照

# redora
sudo dnf install dtc

# ubuntu

sudo apt install device-tree-compiler

windows 参考(未验证):
https://github.com/lbmeng/dtc

dtb overlay 示例代码

在之前给出的 demo 镜像中, pwm7 这个设备的驱动部分在 dts 中被注释了, 所以我们尝试用 dtb overlay 给他弄回来.

dtbo 的编译只要 dtc 就可以, 但是我们会看到 dtsi 中有 c 语言的 #include 宏,所以还会用到 c编译根据展开宏,如果没有 #include ,就不需要.

使用 #include 宏展开示例, include 里面都是 dt-bindings 目录下的文件,该目录在 tina 中的位置是: lichee/linux-5.4/include , 你要展开需要将 lichee/linux-5.4/include/dt-bindings 拷贝到 dts 目录中来

cpp -nostdinc -I. -undef -x assembler-with-cpp board.dts > board-with-include.dts

执行后, board-with-include.dts 就是 include 展开后的代码.

pwm7-overlay.dts 示例代码

/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
    fragment@0 {
    target-path = "/soc/pinctrl@2000000";
        __overlay__ {
             pwm7_pin_a: pwm7@0 {
                pins = "PD22";
                function = "pwm7";
                drive-strength = <10>;
                bias-pull-up;
            };

            pwm7_pin_b: pwm7@1 {
                pins = "PD22";
                function = "gpio_in";
            };
        };
    };

    fragment@1 {
        target-path = "/soc/pwm7@2000c17";
       
        __overlay__ {
            pinctrl-names = "active", "sleep";
            pinctrl-0 = <&pwm7_pin_a>;
            pinctrl-1 = <&pwm7_pin_b>;
            status = "okay";
        };
    };

};

头部是作为一个 overlay 的描述, 和 dts 相比多了 /plugin/; 这个节点

/dts-v1/;
/plugin/;

后面同样有个 / 根节点, 然后需要覆盖的地方用 fragment@x 作为节点名称

fragment 里面 target-path 为需要覆盖的节点路径, 也可以用 target 使用的是引用.

后面 overlay 里面就是需要覆盖的属性.

编译

dtc -I dts -O dtb -o ./pwm7-overlay.dtbo ./pwm7-overlay.dts

这样得到的 pwm7-overlay.dtbo 文件就是我们所要的. 可以用
fdtdump ./pwm7-overlay.dtbo 查看结果

测试

一个测试程序 (pwm.sh, 来自 RVBoards) 和蜂鸣器扩展版

#!/bin/bash
#pwm 节点
pwmnode=pwm$1
#输出提示pwm$1 通道
echo  /sys/class/pwm/pwmchip0/${pwmnode}
#申请pwm$1 通道
echo $1 > /sys/class/pwm/pwmchip0/export
#指定pwm$1 通道的频率
echo $2 > /sys/class/pwm/pwmchip0/${pwmnode}/period
#指定pwm$1 通道的占空比
echo $3 > /sys/class/pwm/pwmchip0/${pwmnode}/duty_cycle
#使能pwm$1 通道 
echo 1 > /sys/class/pwm/pwmchip0/${pwmnode}/enable
#使能pwm$1 通道 工作时间10s
sleep 10
#失能pwm$1 通道 
echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip0/${pwmnode}/enable
#等待pwm$1 通道 关闭
sleep 1
#注销pwm$1 通道
echo $1 > /sys/class/pwm/pwmchip0/unexport

在没有配置 dtb overlay 的系统中执行

# 设置 7 号 pwm 引脚数据
./pwm.sh 7 300000 150000

会出现错误

然后将 pwm7-overlay.dtbo 复制到 boot 分区的 overlay 目录下, 在编辑 config.txt 添加配置
dtboverlay=pwm7-overlay , 配置中不需要加 .dtbo, 系统会自动添加.

重启后, 在执行
./pwm.sh 7 300000 150000 , 蜂鸣器就会响了.

如果没有蜂鸣器扩展版,可以查看 /sys/class/pwm/ 里面的内容,进行前后对比,也会发现 dtb overlay 生效了.

后记

dtb 以及相关技术需要去掌握,掌握了就可以把开发板玩的更溜了, 如果你去使用各种大的扩展板, 基本都会涉及到 dtb overlay.

liangdi LV 4

@liangdi 在 [Happy Hacking Nezha Board] 掌握 Device Tree Oerlay 的魔法中说：

dtboverlay=pwm7-overlay

需要改为

dtoverlay=pwm7-overlay