设备树 overlay

在嵌入式Linux下，设备树（device tree）用来描述硬件平台的各种资源，Linux内核在启动过程中，会解析设备树，获取各种硬件资源来初始化硬件。

设备树的overlay功能是指可以在系统运行期间动态修改设备树。

一般情况下，如上图所示，设备树经过DTC编译器编译为二进制的hello.dtb文件，加载到内存，随Linux内核一起启动后，一般就无法更改了。

如果我们想修改设备树，需要修改hello.dts文件文件，重新编译成二进制文件：hello.dtb，然后重新启动内核，重新解析。有了设备树的overlay功能，省去了设备树的重新编译和内核重启，我们可以直接编写一个设备树插件：overlay.dts，编译成overlay.dtbo后，直接给设备树“打补丁”，在运行期间就可以动态添加节点、修改节点…

设备树的overlay功能，在很多场合都会用得到，会让我们的开发更加方便：

• 外界插拔设备，无法在设备树中预先描述：耳机
• 树莓派 + FPGA开发板
• 基于I2C的温度传感器
• 管脚的重新配置：PIN multiplexing
• 修改bootcmd、分区
• …

设备树的overlay功能，目前还没有加入到内核mainline（linux-5.10.x），但目前有些开发板和配套的BSP已经支持了，支持在系统运行期间动态修改设备树文件。如果你手头的开发板或内核平台还没有支持device tree overlay，就需要自己给内核打补丁，让设备树支持动态修改的功能。设备树的overlay功能实现原理其实也很简单，就是通过文件系统接口，将二进制的设备树补丁文件加载到内核空间，然后再调用相关接口动态给内核中展开的设备树打补丁就可以了：增删改（各种节点和属性）

设备树overlay语法常用的写法有：

• /plugin/
• __overlay__
• __symbols__
• __fixups__
• __localfixups_

不过这种是老式的写法了，新的编译器支持更简单的写法。

互联网上首家教你如何给内核打补丁的设备树overlay教程，可以点击下面的链接，主要学习内核中设备树overlay的实现原理，如何给内核打补丁，使内核支持设备树的overlay功能。有了本期课程的学习基础，明白了设备树overlay的实现原理和运行机制，你就可以尝试在自己的开发板平台上实现这个功能了。