聊聊Beaglebone Black的cape和device tree overlay和dtc命令

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聊聊Beaglebone Black的cape和device tree overlay和dtc命令 [复制链接]

转帖：http://blog.csdn.net/wyt2013/article/details/16846171
我们知道beagleboard官网上有一些官方的硬件外设，比如lcd显示屏之类的，他们管这些外设叫做cape。其实这里是我理解狭隘了，应该说只要是修改了芯片引脚功能，或占用了空闲的引脚的东西，都可以叫做cape。比如之前我们提到的开启某些引脚的AD转换功能，其实也是给设备添加了一个virtual cape。Beaglebone Black中用一个叫做capemgr的软件管理所有的cape，不论它是实实在在的扩展板，还是虚拟的cape。这个软件的目录是
/sys/devices/bone_capemgr.*/（这里的*是一个每次系统启动可能会不一样的数字（与启动顺序有关））
如果你看过我的博客，也许还会记得我们加载device tree overlay时打开了一个文件，正是这个目录下的slots文件。slots文件就是capemgr这个软件的对外接口。slot这个单词是“插槽”的意思，看，很形象吧！我要插上一个cape，就向这个“插槽”里“插入”(echo)相应的设备。echo这个命令的含义是“向标准设备输出”嘛。另外，.dtbo文件只有放到/lib/firmware目录下才能被使用。
还记得我们第一次打开slots文件看到了什么吗？
[plain]view plaincopyprint?
# cat /sys/devices/bone_capemgr.*/slots
# cat /sys/devices/bone_capemgr.*/slots
[plain]view plaincopyprint?
0: 54:PF---
1: 55:PF---
2: 56:PF---
3: 57:PF---
4: ff:P-O-L Bone-LT-eMMC-2G,00A0,Texas Instrument,BB-BONE-EMMC-2G
5: ff:P-O-L Bone-Black-HDMI,00A0,Texas Instrument,BB-BONELT-HDMI
0: 54:PF---
1: 55:PF---
2: 56:PF---
3: 57:PF---
4: ff:P-O-L Bone-LT-eMMC-2G,00A0,Texas Instrument,BB-BONE-EMMC-2G
5: ff:P-O-L Bone-Black-HDMI,00A0,Texas Instrument,BB-BONELT-HDMI
这里前4项为什么是空的呢？它们是给那些有EEPROM的实体cape预留的位置。通过实体cape上的开关，可以达到我们用 echo something > $SLOTS 语句一样的效果。不难看出，这样的实体cape最多只能插4个。
4和5这两项则是系统已经加载的两个virtual cape，因为eMMC和HDMI确实需要占用一些引脚，所以根据前面的定义，它们也是cape。
其实device tree overlay的作用之一是将设备和驱动进行绑定（前提是驱动或驱动模块已经存在于内核中），只不过相比从前那种重新编译内核的方式来说，这种方式实在太方便了。

12.18更新

关于cat $SLOTS

cat后显示的内容中，左侧的L字母代表是否加载。有时4、5这两项依然存在，但没有L字母，则也没有加载这两个cape。详见我的日志《为BBB制作专属自己的cape（二）》中的“系统存在Bug，运行时卸载cape会导致kernel panic”一节。

关于dtc命令
参考我的日志《使用Beaglebone Black的PRU》前面写到的“修改系统dtb文件”这一部分操作可知：dtc命令虽然叫做“编译”，但其作用主要只是转变一下数据存储的格式，由人类可阅读的dts转成机器识别的dtb或dtbo或者反过来转换。
实际上由dtb转换成dts文件后，跟初始dts文件还是有不同的，从这个不同也能看出dts文件中什么内容是不重要的。以BBB自带的BB-ADC-00A0.dtbo为例，我们看一下它转换回dts文件是什么样的。
[cpp]view plaincopyprint?
root@beaglebone:~/tmp# dtc -I dtb -O dts BB-ADC-00A0.dtbo
/dts-v1/;

/ {
compatible = "ti,beaglebone", "ti,beaglebone-black";
part-number = "BB-ADC";
exclusive-use = "P9.39", "P9.40", "P9.37", "P9.38", "P9.33", "P9.36", "P9.35", "tscadc";

fragment@0 {
target = <0xdeadbeef>;

__overlay__ {
#address-cells = <0x1>;  
#size-cells = <0x1>;  

tscadc {
compatible = "ti,ti-tscadc";
reg = <0x44e0d000 0x1000>;
interrupt-parent = <0xdeadbeef>;
interrupts = <0x10>;
ti,hwmods = "adc_tsc";
status = "okay";

adc {
ti,adc-channels = <0x8>;
};
};

helper {
compatible = "bone-iio-helper";
vsense-name = "AIN0", "AIN1", "AIN2", "AIN3", "AIN4", "AIN5", "AIN6", "AIN7";
vsense-scale = <0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000>;
status = "okay";
linux,phandle = <0x1>;
phandle = <0x1>;
};
};
};

__symbols__ {
test_helper = "/fragment@0/__overlay__/helper";
};

__fixups__ {
ocp = "/fragment@0:target:0";
intc = "/fragment@0/__overlay__/tscadc:interrupt-parent:0";
};
};
root@beaglebone:~/tmp# dtc -I dtb -O dts BB-ADC-00A0.dtbo
/dts-v1/;

/ {
        compatible = "ti,beaglebone", "ti,beaglebone-black";
        part-number = "BB-ADC";
        exclusive-use = "P9.39", "P9.40", "P9.37", "P9.38", "P9.33", "P9.36", "P9.35", "tscadc";

        fragment@0 {
                target = <0xdeadbeef>;

                __overlay__ {
                        #address-cells = <0x1>;
                        #size-cells = <0x1>;

                        tscadc {
                                compatible = "ti,ti-tscadc";
                                reg = <0x44e0d000 0x1000>;
                                interrupt-parent = <0xdeadbeef>;
                                interrupts = <0x10>;
                                ti,hwmods = "adc_tsc";
                                status = "okay";

                                adc {
                                        ti,adc-channels = <0x8>;
                                };
                        };

                        helper {
                                compatible = "bone-iio-helper";
                                vsense-name = "AIN0", "AIN1", "AIN2", "AIN3", "AIN4", "AIN5", "AIN6", "AIN7";
                                vsense-scale = <0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000 0x1000>;
                                status = "okay";
                                linux,phandle = <0x1>;
                                phandle = <0x1>;
                        };
                };
        };

        __symbols__ {
                test_helper = "/fragment@0/__overlay__/helper";
        };

        __fixups__ {
                ocp = "/fragment@0:target:0";
                intc = "/fragment@0/__overlay__/tscadc:interrupt-parent:0";
        };
};
BB-ADC-00A0.dts原文是这样的
[cpp]view plaincopyprint?
/*
* Copyright (C) 2012 Texas Instruments Incorporated - http://www.ti.com/
*
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
* published by the Free Software Foundation.
*/
/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
compatible = "ti,beaglebone", "ti,beaglebone-black";

/* identification */
part-number = "BB-ADC";

/* state the resources this cape uses */
exclusive-use =
/* the pin header uses */
"P9.39", /* AIN0 */
"P9.40", /* AIN1 */
"P9.37", /* AIN2 */
"P9.38", /* AIN3 */
"P9.33", /* AIN4 */
"P9.36", /* AIN5 */
"P9.35", /* AIN6 */
/* the hardware IP uses */
"tscadc";

fragment@0 {
target = <&ocp>;
__overlay__ {
/* avoid stupid warning */
#address-cells = <1>;  
#size-cells = <1>;  

tscadc {
compatible = "ti,ti-tscadc";
reg = <0x44e0d000 0x1000>;

interrupt-parent = <&intc>;
interrupts = <16>;
ti,hwmods = "adc_tsc";
status = "okay";

adc {
ti,adc-channels = <0 1 2 3 4 5 6 7>;
};
};

test_helper: helper {
compatible = "bone-iio-helper";
vsense-name = "AIN0", "AIN1", "AIN2", "AIN3", "AIN4", "AIN5", "AIN6", "AIN7";
vsense-scale = <100 100 100 100 100 100 100 100>;
status = "okay";
};
};
};
};
/*
* Copyright (C) 2012 Texas Instruments Incorporated - http://www.ti.com/
*
* This program is free software; you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
* published by the Free Software Foundation.
*/
/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
    compatible = "ti,beaglebone", "ti,beaglebone-black";

    /* identification */
    part-number = "BB-ADC";

    /* state the resources this cape uses */
    exclusive-use =
        /* the pin header uses */
        "P9.39",    /* AIN0 */
        "P9.40",    /* AIN1 */
        "P9.37",    /* AIN2 */
        "P9.38",    /* AIN3 */
        "P9.33",    /* AIN4 */
        "P9.36",    /* AIN5 */
        "P9.35",    /* AIN6 */
        /* the hardware IP uses */
        "tscadc";

    fragment@0 {
        target = <&ocp>;
        __overlay__ {
            /* avoid stupid warning */
            #address-cells = <1>;
            #size-cells = <1>;

            tscadc {
                compatible = "ti,ti-tscadc";
                reg = <0x44e0d000 0x1000>;

                interrupt-parent = <&intc>;
                interrupts = <16>;
                ti,hwmods = "adc_tsc";
                status = "okay";

                adc {
                    ti,adc-channels = <0 1 2 3 4 5 6 7>;
                };
            };

            test_helper: helper {
                compatible = "bone-iio-helper";
                vsense-name  = "AIN0", "AIN1", "AIN2", "AIN3", "AIN4", "AIN5", "AIN6", "AIN7";
                vsense-scale = <100     100     100     100     100     100     100     100>;
                status = "okay";
            };
        };
    };
};

二者区别请自行比对。
当我想把dts文件转换成dtbo文件时，出现了错误。
[plain]view plaincopyprint?
root@beaglebone:~/tmp# dtc -I dts -O dtb BB-ADC-00A0.dts
ERROR (phandle_references): Reference to non-existent node or label "ocp"

ERROR (phandle_references): Reference to non-existent node or label "intc"

ERROR: Input tree has errors, aborting (use -f to force output)
root@beaglebone:~/tmp# dtc -I dts -O dtb BB-ADC-00A0.dts
ERROR (phandle_references): Reference to non-existent node or label "ocp"

ERROR (phandle_references): Reference to non-existent node or label "intc"

ERROR: Input tree has errors, aborting (use -f to force output)
（加上 -f 也是没有用的）但如果加上 -@ ，就可以顺利输出了。这就是device tree overlay和原生device tree的不同吧——device tree（比如/boot目录里那些dtb文件反编译出来的dts文件）都是包含从根节点到每个子节点的全部信息的。而device tree overlay（比如/lib/firmware目录中的那些）只需要包含要修改的内容即可。至于后缀名dtbo和dtb，似乎单纯是为了区分二者，内容格式其实都是一样的，都可以用dtc命令反编译成dts文件