9. 使用设备树插件实现RGB灯驱动¶
Linux4.4以后引入了动态设备树（Dynamic DeviceTree），我们这里翻译为“设备树插件”。 设备树插件可以理解为主设备树的“补丁”它动态的加载到系统中，并被内核识别。 例如我们要在系统中增加RGB驱动，那么我们可以针对RGB这个硬件设备写一个设备树插件， 然后编译、加载到系统即可，无需从新编译整个设备树。
设备树插件是在设备树基础上增加的内容，我们之前讲解的设备树语法完全适用， 甚至我们可以直接将之前编写的设备树节点复制到设备树插件里。具体使用方法介绍如下。
9.1. 设备树插件格式¶
设备树插件拥有相对固定的格式，甚至可以认为它只是把设备节点加了一个“壳”编译后内核能够动态加载它。 格式如下，具体节点省略。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | /dts-v1/;
/plugin/;
/ {
fragment@0 {
target-path = "/";
__overlay__ {
/*在此添加要插入的节点*/
};
};
};
|
第1行： 用于指定dts的版本。
第2行： 表示允许使用未定义的引用并记录它们，设备树插件中可以引用主设备树中的节点，而这些“引用的节点”对于设备树插件来说就是未定义的，所以设备树插件应该加上“/plugin/”。
第6行： 指定设备树插件的加载位置，默认我们加载到根节点下，既“target-path =“/”。
第7-8行： 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。
9.3. 实验代码讲解¶
本章的示例代码目录为：base_code/linux_driver/dynamic_device_tree
我们尝试将上一节编写的RGB灯节点使用动态设备树的方式添加到系统中。
9.3.1. 创建RGB灯的设备树插件¶
实现方法很简单，直接复制上一小节RGB灯的设备节点到设备树插件模板中，如下所示。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 | /dts-v1/;
/plugin/;
#include "imx6ul-pinfunc.h"
#include "dt-bindings/gpio/gpio.h"
/ {
fragment@0 {
target-path = "/";
__overlay__ {
rgb_led2{
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
compatible = "fire,rgb_led21";
/*红灯节点*/
ranges;
rgb_led_red@0x020C406C{
compatible = "fire,rgb_led_red";
reg = <0x020C406C 0x00000004
0x020E006C 0x00000004
0x020E02F8 0x00000004
0x0209C000 0x00000004
0x0209C004 0x00000004>;
status = "okay";
};
/*绿灯节点*/
rgb_led_green@0x020C4074{
compatible = "fire,rgb_led_green";
reg = <0x020C4074 0x00000004
0x020E01E0 0x00000004
0x020E046C 0x00000004
0x020A8000 0x00000004
0x020A8004 0x00000004>;
status = "okay";
};
/*蓝灯节点*/
rgb_led_blue@0x020C4074{
compatible = "fire,rgb_led_blue";
reg = <0x020C4074 0x00000004
0x020E01DC 0x00000004
0x020E0468 0x00000004
0x020A8000 0x00000004
0x020A8004 0x00000004>;
status = "okay";
};
};
};
};
};
|
第4-5行： RGB灯设备节点使用到的头文件，
第11-46行： 我们之前编写的RGB灯设备节点。
就这样简单，RGB灯的设备树插件已经做好了，下面重点是编译设备树插件并把设备树插件添加到系统。
9.4. 实验准备¶
9.4.1. 单独使用dtc工具编译¶
设备树插件与设备树一样都是使用DTC工具编译，只不过设备树编译为.dtb。而设备树插件需要编译为.dtbo。 我们可以使用DTC编译命令编译生成.dtbo，但是这样比较繁琐、容易出错。 我们提供一个编译工具，帮助完成这些繁琐的工作，实现“一键式”编译。
编译工具下载地址
要编译的设备树插件源文件放在 ebf-linux-dtoverlays/overlays/ebf 目录下， 然后回到编译工具的根目录 ebf-linux-dtoverlays/ 执行“make”即可。
生成的.dtbo位于“~/ebf-linux-dtoverlays/output”目录下。
例如本章的RGB设备树插件为“imx-fire-rgb-led-overlay.dts”将其拷贝到“ebf-linux-dtoverlays/overlays/ebf”目录下， 编译之后就会在“ebf-linux-dtoverlays/output”目录下生成同名的.dtbo文件。得到.dtbo后，下一步就是将其加载到系统中。
需要注意的是，如果你在执行“make”后出现下图报错，可以尝试先卸载device-tree-compiler（卸载命令为：“sudo apt-get autoremove device-tree-compiler”）, 重新安装，然后在“ebf-linux-dtoverlays/basic/fixdep文件的权限，修改权限命令为：“chmod 777 scripts/basic/fixdep”。
9.5. 实验效果¶
上一小节我们编译生成了.dtbo。.dtbo 可以被动态的加载到系统，这一小节介绍两种将设备树插件加入系统的方法。
9.5.1. 使用echo命令加载¶
linux内核从4.4开始支持设备号树插件，支持并不代表默认开启。所以我们使用之前要配置内核开启这个功能。 如果使用的是我们提供的debian镜像（无论哪个版本）都是开启过了，无需再配置内核并重新编译。 假设使用的是debina镜像，下面介绍具体的加载步骤。
首先在/sys/kernel/config/device-tree/overlays/下创建一个新目录。
mkdir /sys/kernel/config/device-tree/overlays/xxx
这个文件夹的名字可以任意定义，最好能反应对应的设备，例如本例中要插入RGB灯的设备树插件，则文件夹命名为rgb_led。
然后将dtbo固件echo到path属性文件中或者将dtbo的内容cat到dtbo属性文件
echo xxx.dtbo >/sys/kernel/config/device-tree/overlays/xxx/path
cat xxx.dtbo >/sys/kernel/config/device-tree/overlays/xxx/dtbo
执行该命令可能会出现警告，直接忽略即可。加载过程中如果不出错不会输出提示信息。
和设备树相同，加载成功后就可以在“/proc/device-tree”目录下找到与插入的设备树节点同名的文件夹， 进入该文件夹还可以看到该节点拥有的属性以及它的子节点，如下所示。
进入rgb_led 目录，如下所示。
看到这些文件，证明已经加载成功了。
删除”插件”设备树
rmdir /sys/kernel/config/device-tree/overlays/xxx
9.5.2. uboot加载(适用野火linux开发板)¶
上一小节我们使用echo命令加载设备树插件到系统，采用这种方式每次重启后都要重新加载设备树插件。 将设备树插件写入uEnv.txt配置文件系统启动过程中自动从uEnv.txt读取要加载的设备树插件，我们也不用创建文件夹。使用方法介绍如下：
与使用 echo命令加载相同，需要将要加载的.dtbo放入“/lib/firmware”，然后打开位于“/boot”目录下的uEnv.txt文件，如下所示。
从上图可以看出在uEnv.txt文件夹下有很多被屏蔽的设备树插件，这些设备树插件是烧写系统时自带的插件，为避免它们干扰我们的实验，这里把它们全部屏蔽掉。 如果要将RGB的设备树插件写入uEnv.txt也很简单，参照着写即可。书写格式为“dtoverlay=<设备树插件路径>”。 修改完成后保存、退出。执行reboot命令重启系统。正常情况下我们可以在“/proc/device-tree”找与插入的设备节点同名的文件夹。
9.5.3. 加载RGB灯驱动¶
驱动程序和应用程序的使用方法与上一章完全相同，可直接使用上一章的驱动和测试应用程序完成实验，实验现象完全相同。