Linux 設備樹（Device Tree）(轉載)
本文參考如下兩篇文章，整合爲一篇。
ARM Device Tree起源
Linus Torvalds在2011年3月17日的ARM Linux郵件列表宣稱 "this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass"，引起ARM Linux社區的地震，隨後ARM社區進行了一系列的重大修正。在過去的ARM Linux中，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代碼，至關多數的代碼只是在描述板級細節，而這些板級細節對於內核來說，不過是垃圾，如板上的platform設備、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各類硬件的platform_data。讀者有興趣能夠統計下常見的s3c24十、s3c6410等板級目錄，代碼量在數萬行。node
社區必須改變這種局面，因而PowerPC等其餘體系架構下已經使用的Flattened Device Tree（FDT）進入ARM社區的視野。Device Tree是一種描述硬件的數據結構，它起源於 OpenFirmware (OF)。在Linux 2.6中，ARM架構的板極硬件細節過多地被硬編碼在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx，採用Device Tree後，許多硬件的細節能夠直接透過它傳遞給Linux，而再也不須要在kernel中進行大量的冗餘編碼。linux
Device Tree由一系列被命名的結點（node）和屬性（property）組成，而結點自己可包含子結點。所謂屬性，其實就是成對出現的name和value。在Device Tree中，可描述的信息包括（原先這些信息大多被hard code到kernel中）：git
- CPU的數量和類別
- 內存基地址和大小
- 總線和橋
- 外設鏈接
- 中斷控制器和中斷使用狀況
- GPIO控制器和GPIO使用狀況
- Clock控制器和Clock使用狀況
它基本上就是畫一棵電路板上CPU、總線、設備組成的樹，Bootloader會將這棵樹傳遞給內核，而後內核能夠識別這棵樹，並根據它展開出Linux內核中的platform_device、i2c_client、spi_device等設備，而這些設備用到的內存、IRQ等資源，也被傳遞給了內核，內核會將這些資源綁定給展開的相應的設備。express
Device Tree組成和結構
整個Device Tree牽涉面比較廣，即增長了新的用於描述設備硬件信息的文本格式，又增長了編譯這一文本的工具，同時Bootloader也須要支持將編譯後的Device Tree傳遞給Linux內核。數組
設備樹包含DTC（device tree compiler），DTS（device tree source和DTB（device tree blob）。其對應關係以下，數據結構
DTS (device tree source)
.dts文件是一種ASCII 文本格式的Device Tree描述，此文本格式很是人性化，適合人類的閱讀習慣。基本上，在ARM Linux在，一個.dts文件對應一個ARM的machine，通常放置在內核的arch/arm/boot/dts/目錄。架構
DTS 基本結構
.dts（或者其include的.dtsi）基本元素即爲前文所述的結點和屬性：app
/ {
node1 {
a-string-property = "A string";
a-string-list-property = "first string", "second string";
a-byte-data-property = [0x01 0x23 0x34 0x56];
child-node1 {
first-child-property;
second-child-property = <1>;
a-string-property = "Hello, world";
};
child-node2 {
};
};
node2 {
an-empty-property;
a-cell-property = <1 2 3 4>; /* each number (cell) is a uint32 */
child-node1 {
};
};
};
上述.dts文件並無什麼真實的用途，但它基本表徵了一個Device Tree源文件的結構：ide
- 1個root結點"/"；
- root結點下面含一系列子結點，本例中爲"node1" 和 "node2"；
- 結點"node1"下又含有一系列子結點，本例中爲"child-node1" 和 "child-node2"；
- 各結點都有一系列屬性。這些屬性可能爲空，如" an-empty-property"；可能爲字符串，如"a-- string-property"；可能爲字符串數組，如"a-string-list-property"；可能爲Cells（由u32整數組成），如"second-child-property"，可能爲二進制數，如"a-byte-data-property"。
DTSI
因爲一個SoC可能對應多個machine（一個SoC能夠對應多個產品和電路板），勢必這些.dts文件需包含許多共同的部分，Linux內核爲了簡化，把SoC公用的部分或者多個machine共同的部分通常提煉爲.dtsi，相似於C語言的頭文件。其餘的machine對應的.dts就include這個.dtsi。譬如，對於VEXPRESS而言，vexpress-v2m.dtsi就被vexpress-v2p-ca9.dts所引用， vexpress-v2p-ca9.dts有以下一行：
/include/ "vexpress-v2m.dtsi"
固然，和C語言的頭文件相似，.dtsi也能夠include其餘的.dtsi，譬如幾乎全部的ARM SoC的.dtsi都引用了skeleton.dtsi。skeleton.dtsi的內容以下，
/ {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
chosen { };
aliases { };
memory { device_type = "memory"; reg = <0 0>; };
};
上述內容代表，以「/」根節點爲parent的子節點中，reg屬性address和length字段的長度分別爲1。具體節點的描述以下。
chosen node
chosen node 主要用來描述由系統指定的runtime parameter，它並無描述任何硬件設備節點信息。原先經過tag list傳遞的一些linux kernel運行的參數，能夠經過chosen節點來傳遞。如command line能夠經過bootargs這個property來傳遞。若是存在chosen node，它的parent節點必須爲「/」根節點。
chosen {
bootargs = "tegraid=40.0.0.00.00 vmalloc=256M video=tegrafb console=ttyS0,115200n8 earlyprintk";
};
aliases node
aliases node用來定義別名，相似C++中引用。
aliases {
i2c6 = &pca9546_i2c0;
i2c7 = &pca9546_i2c1;
i2c8 = &pca9546_i2c2;
i2c9 = &pca9546_i2c3;
};
上面是一個在.dtsi中的典型應用，當使用i2c6時，也即便用pca9546_i2c0，使得引用節點變得簡單方便。例：當.dts include 該.dtsi時，將i2c6的status屬性賦值爲okay，則代表該主板上的pca9546_i2c0處於enable狀態；反之，status賦值爲disabled，則代表該主板上的pca9546_i2c0處於disenable狀態。
memory node
對於memory node，device_type必須爲memory。
memory {
device_type = "memory";
reg = <0x00000000 0x20000000>; /* 512 MB */
};
上述描述代表該memory node是以0x00000000爲起始地址，以0x20000000爲結束地址的512MB的空間。通常而言，在.dts中不對memory進行描述，而是經過bootargs中相似521M@0x00000000的方式傳遞給內核。
DTS 基本描述
下面以一個最簡單的machine爲例來看如何寫一個.dts文件。假設此machine的配置以下：
- 1個雙核ARM Cortex-A9 32位處理器；
- ARM的local bus上的內存映射區域分佈了2個串口（分別位於0x101F1000 和 0x101F2000）、GPIO控制器（位於0x101F3000）、SPI控制器（位於0x10170000）、中斷控制器（位於0x10140000）和一個external bus橋；
- External bus橋上又鏈接了SMC SMC91111 Ethernet（位於0x10100000）、I2C控制器（位於0x10160000）、64MB NOR Flash（位於0x30000000）；
- External bus橋上鍊接的I2C控制器所對應的I2C總線上又鏈接了Maxim DS1338實時鐘（I2C地址爲0x58）。
其對應的.dts文件爲：
/ {
compatible = "acme,coyotes-revenge";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
interrupt-parent = <&intc>;
cpus {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
cpu@0 {
compatible = "arm,cortex-a9";
reg = <0>;
};
cpu@1 {
compatible = "arm,cortex-a9";
reg = <1>;
};
};
serial@101f0000 {
compatible = "arm,pl011";
reg = <0x101f0000 0x1000 >;
interrupts = < 1 0 >;
};
serial@101f2000 {
compatible = "arm,pl011";
reg = <0x101f2000 0x1000 >;
interrupts = < 2 0 >;
};
gpio@101f3000 {
compatible = "arm,pl061";
reg = <0x101f3000 0x1000
0x101f4000 0x0010>;
interrupts = < 3 0 >;
};
intc: interrupt-controller@10140000 {
compatible = "arm,pl190";
reg = <0x10140000 0x1000 >;
interrupt-controller;
#interrupt-cells = <2>;
};
spi@10115000 {
compatible = "arm,pl022";
reg = <0x10115000 0x1000 >;
interrupts = < 4 0 >;
};
external-bus {
#address-cells = <2>
#size-cells = <1>;
ranges = <0 0 0x10100000 0x10000 // Chipselect 1, Ethernet
1 0 0x10160000 0x10000 // Chipselect 2, i2c controller
2 0 0x30000000 0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash
ethernet@0,0 {
compatible = "smc,smc91c111";
reg = <0 0 0x1000>;
interrupts = < 5 2 >;
};
i2c@1,0 {
compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
#address-cells = <1>;
#size-cells = <0>;
reg = <1 0 0x1000>;
interrupts = < 6 2 >;
rtc@58 {
compatible = "maxim,ds1338";
reg = <58>;
interrupts = < 7 3 >;
};
};
flash@2,0 {
compatible = "samsung,k8f1315ebm", "cfi-flash";
reg = <2 0 0x4000000>;
};
};
};
compatible
上述.dts文件中,root結點"/"的compatible 屬性compatible = "acme,coyotes-revenge";定義了系統的名稱，它的組織形式爲：<manufacturer>,<model>。Linux內核透過root結點"/"的compatible 屬性便可判斷它啓動的是什麼machine。
在.dts文件的每一個設備，都有一個compatible 屬性，compatible屬性用戶驅動和設備的綁定。compatible 屬性是一個字符串的列表，列表中的第一個字符串表徵告終點表明的確切設備，形式爲"<manufacturer>,<model>"，其後的字符串表徵可兼容的其餘設備。能夠說前面的是特指，後面的則涵蓋更廣的範圍。如在arch/arm/boot/dts/vexpress-v2m.dtsi中的Flash結點：
flash@0,00000000 {
compatible = "arm,vexpress-flash", "cfi-flash";
reg = <0 0x00000000 0x04000000>,
<1 0x00000000 0x04000000>;
bank-width = <4>;
};
compatible屬性的第2個字符串"cfi-flash"明顯比第1個字符串"arm,vexpress-flash"涵蓋的範圍更廣。再好比，Freescale MPC8349 SoC含一個串口設備，它實現了國家半導體（National Semiconductor）的ns16550 寄存器接口。則MPC8349串口設備的compatible屬性爲compatible = "fsl,mpc8349-uart", "ns16550"。其中，fsl,mpc8349-uart指代了確切的設備， ns16550表明該設備與National Semiconductor 的16550 UART保持了寄存器兼容。
在設備匹配驅動過程當中，優先級爲從左向右。本例中flash的驅動優先尋找「arm,vexpress-flash」驅動，若沒有找到，則經過「cfi-flash」來繼續尋找合適的驅動。
設備節點
示例中root結點"/"的cpus子結點下面又包含2個cpu子結點，描述了此machine上的2個CPU，而且兩者的compatible 屬性爲"arm,cortex-a9"。注意cpus和cpus的2個cpu子結點的命名，它們遵循的組織形式爲：<name>[@<unit-address>]，<>中的內容是必選項，[]中的則爲可選項。name是一個ASCII字符串，用於描述結點對應的設備類型，如3com Ethernet適配器對應的結點name宜爲ethernet，而不是3com509。若是一個結點描述的設備有地址，則應該給出@unit-address。多個相同類型設備結點的name能夠同樣，只要unit-address不一樣便可，如本例中含有cpu@0、cpu@1以及serial@101f0000與serial@101f2000這樣的同名結點。設備的unit-address地址也常常在其對應結點的reg屬性中給出。ePAPR標準給出告終點命名的規範。
reg
可尋址的設備使用以下信息來在Device Tree中編碼地址信息：
reg
#address-cells
#size-cells
reg描述了memory-mapped IO register的address和length。address 和 length 字段是可變長的，父結點的#address-cells和#size-cells分別決定了子結點的reg屬性的address和length字段的長度。reg的組織形式爲
reg = <address1 length1 [address2 length2] [address3 length3] ... >
其中的每一組address length代表了設備使用的一個地址範圍。address爲1個或多個32位的整型（即cell），而length則爲cell的列表或者爲空（若#size-cells = 0）。
在本例中，root結點的#address-cells = <1>;和#size-cells = <1>;決定了serial、gpio、spi等結點的address和length字段的長度分別爲1。cpus 結點的#address-cells = <1>;和#size-cells = <0>;決定了2個cpu子結點的address爲1，而length爲空，因而造成了2個cpu的reg = <0>;和reg = <1>;。external-bus結點的#address-cells = <2>和#size-cells = <1>;決定了其下的ethernet、i2c、flash的reg字段形如reg = <0 0 0x1000>;、reg = <1 0 0x1000>;和reg = <2 0 0x4000000>;。其中，address字段長度爲0，開始的第一個cell（0、一、2）是對應的片選，第2個cell（0，0，0）是相對該片選的基地址，第3個cell（0x1000、0x1000、0x4000000）爲length。特別要留意的是i2c結點中定義的 #address-cells = <1>;和#size-cells = <0>;又做用到了I2C總線上鏈接的RTC，它的address字段爲0x58，是設備的I2C地址。
ranges
root結點的子結點描述的是CPU的視圖，所以root子結點的address區域就直接位於CPU的memory區域。可是，通過總線橋後的address每每須要通過轉換才能對應的CPU的memory映射。external-bus的ranges屬性定義了通過external-bus橋後的地址範圍如何映射到CPU的memory區域。
ranges = <0 0 0x10100000 0x10000 // Chipselect 1, Ethernet
1 0 0x10160000 0x10000 // Chipselect 2, i2c controller
2 0 0x30000000 0x1000000>; // Chipselect 3, NOR Flash
ranges是地址轉換表，其中的每一個項目是一個子地址、父地址以及在子地址空間的大小的映射。映射表中的子地址、父地址分別採用子地址空間的#address-cells和父地址空間的#address-cells大小。對於本例而言，子地址空間的#address-cells爲2，父地址空間的#address-cells值爲1，所以0 0 0x10100000 0x10000的前2個cell爲external-bus後片選0上偏移0，第3個cell表示external-bus後片選0上偏移0的地址空間被映射到CPU的0x10100000位置，第4個cell表示映射的大小爲0x10000。ranges的後面2個項目的含義能夠類推。
interrupt
Device Tree中還能夠中斷鏈接信息，對於中斷控制器而言，它提供以下屬性：
- interrupt-controller – 這個屬性爲空，中斷控制器應該加上此屬性代表本身的身份；
- interrupt-cells – 與#address-cells 和 #size-cells類似，它代表鏈接此中斷控制器的設備的interrupts屬性的cell大小。
在整個Device Tree中，與中斷相關的屬性還包括：
- interrupt-parent – 設備結點透過它來指定它所依附的中斷控制器的phandle，當結點沒有指定interrupt-parent 時，則從父級結點繼承。對於本例而言，root結點指定了interrupt-parent = <&intc>;其對應於intc: interrupt-controller@10140000，而root結點的子結點並未指定interrupt-parent，所以它們都繼承了intc，即位於0x10140000的中斷控制器。
- interrupts – 用到了中斷的設備結點透過它指定中斷號、觸發方法等，具體這個屬性含有多少個cell，由它依附的中斷控制器結點的#interrupt-cells屬性決定。而具體每一個cell又是什麼含義，通常由驅動的實現決定，並且也會在Device Tree的binding文檔中說明。譬如，對於ARM GIC中斷控制器而言，#interrupt-cells爲3，它3個cell的具體含義
Documentation/devicetree/bindings/arm/gic.txt就有以下文字說明：
01 The 1st cell is the interrupt type; 0 for SPI interrupts, 1 for PPI 02 interrupts. 03 04 The 2nd cell contains the interrupt number for the interrupt type. 05 SPI interrupts are in the range [0-987]. PPI interrupts are in the 06 range [0-15]. 07 08 The 3rd cell is the flags, encoded as follows: 09 bits[3:0] trigger type and level flags. 10 1 = low-to-high edge triggered 11 2 = high-to-low edge triggered 12 4 = active high level-sensitive 13 8 = active low level-sensitive 14 bits[15:8] PPI interrupt cpu mask. Each bit corresponds to each of 15 the 8 possible cpus attached to the GIC. A bit set to '1' indicated 16 the interrupt is wired to that CPU. Only valid for PPI interrupts.
另外，值得注意的是，一個設備還可能用到多箇中斷號。對於ARM GIC而言，若某設備使用了SPI的16八、169號2箇中斷，而言都是高電平觸發，則該設備結點的interrupts屬性可定義爲：interrupts = <0 168 4>, <0 169 4>;
除了中斷之外，在ARM Linux中clock、GPIO、pinmux均可以透過.dts中的結點和屬性進行描述。對於Device Tree中的結點和屬性具體是如何來描述設備的硬件細節的，通常須要文檔來進行講解，文檔的後綴名通常爲.txt。這些文檔位於內核的Documentation/devicetree/bindings目錄，其下又分爲不少子目錄。
DTC (device tree compiler)
將.dts編譯爲.dtb的工具。DTC的源代碼位於內核的scripts/dtc目錄，在Linux內核使能了Device Tree的狀況下，編譯內核的時候主機工具dtc會被編譯出來，對應scripts/dtc/Makefile中的「hostprogs-y := dtc」這一hostprogs編譯target。
在Linux內核的arch/arm/boot/dts/Makefile中，描述了當某種SoC被選中後，哪些.dtb文件會被編譯出來，如與VEXPRESS對應的.dtb包括：
dtb-$(CONFIG_ARCH_VEXPRESS) += vexpress-v2p-ca5s.dtb \
vexpress-v2p-ca9.dtb \
vexpress-v2p-ca15-tc1.dtb \
vexpress-v2p-ca15_a7.dtb \
xenvm-4.2.dtb
在Linux下，咱們能夠單獨編譯Device Tree文件。當咱們在Linux內核下運行make dtbs時，若咱們以前選擇了ARCH_VEXPRESS，上述.dtb都會由對應的.dts編譯出來。由於arch/arm/Makefile中含有一個dtbs編譯target項目。
Device Tree Blob (.dtb)
.dtb是.dts被DTC編譯後的二進制格式的Device Tree描述，可由Linux內核解析。一般在咱們爲電路板製做NAND、SD啓動image時，會爲.dtb文件單獨留下一個很小的區域以存放之，以後bootloader在引導kernel的過程當中，會先讀取該.dtb到內存。
DTB由三部分組成：頭（Header）、結構塊（device-tree structure）、字符串塊（device-tree string），它的佈局結構以下，
Header
在kernelincludelinuxof_fdt.h文件中有相關定義，
device-tree structure
設備樹結構塊是一個線性化的結構體，是設備樹的主體，以節點的形式保存了主板上的設備信息。
在結構塊中，以宏OF_DT_BEGIN_NODE標誌一個節點的開始，以宏OF_DT_END_NODE標識一個節點的結束，整個結構塊以宏OF_DT_END (0x00000009)結束。在kernelincludelinuxof_fdt.h中有相關定義，咱們把這些宏稱之爲token。
- FDT_BEGIN_NODE (0x00000001)。該token描述了一個node的開始位置，緊挨着該token的就是node name（包括unit address）
- FDT_END_NODE (0x00000002)。該token描述了一個node的結束位置。
- FDT_PROP (0x00000003)。該token描述了一個property的開始位置，該token以後是兩個u32的數據，分別是length和name offset。length表示該property value data的size。name offset表示該屬性字符串在device tree strings block的偏移值。length和name offset以後就是長度爲length具體的屬性值數據。
- FDT_NOP (0x00000004)。
- FDT_END (0x00000009)。該token標識了一個DTB的結束位置。
一個節點的結構以下：
- 節點開始標誌：通常爲OF_DT_BEGIN_NODE（0x00000001）。
- 節點路徑或者節點的單元名(version<3以節點路徑表示，version>=0x10以節點單元名錶示)
- 填充字段（對齊到四字節）
- 節點屬性。每一個屬性以宏OF_DT_PROP(0x00000003)開始，後面依次爲屬性值的字節長度(4字節)、屬性名稱在字符串塊中的偏移量(4字節)、屬性值和填充（對齊到四字節）。
- 若是存在子節點，則定義子節點。
- 節點結束標誌OF_DT_END_NODE(0x00000002)。
device-tree string
經過節點的定義知道節點都有若干屬性，而不一樣的節點的屬性又有大量相同的屬性名稱，所以將這些屬性名稱提取出一張表，當節點須要應用某個屬性名稱時，直接在屬性名字段保存該屬性名稱在字符串塊中的偏移量。
memory reserve map
這個區域包括了若干的reserve memory描述符。每一個reserve memory描述符是由address和size組成。其中address和size都是用U64來描述。
有些系統，咱們也許會保留一些memory有特殊用途（例如DTB或者initrd image），或者在有些DSP+ARM的SOC platform上，有些memory被保留用於ARM和DSP進行信息交互。這些保留內存不會進入內存管理系統。
Bootloader
Uboot mainline 從 v1.1.3開始支持Device Tree，其對ARM的支持則是和ARM內核支持Device Tree同期完成。爲了使能Device Tree，須要編譯Uboot的時候在config文件中加入
#define CONFIG_OF_LIBFDT
在Uboot中，能夠從NAND、SD或者TFTP等任意介質將.dtb讀入內存，假設.dtb放入的內存地址爲0x71000000，以後可在Uboot運行命令fdt addr命令設置.dtb的地址，如：
U-Boot> fdt addr 0x71000000
fdt的其餘命令就變的可使用，如fdt resize、fdt print等。
對於ARM來說，能夠透過bootz kernel_addr initrd_address dtb_address的命令來啓動內核，即dtb_address做爲bootz或者bootm的最後一次參數，第一個參數爲內核映像的地址，第二個參數爲initrd的地址，若不存在initrd，能夠用 -代替。
Device Tree引起的BSP和驅動變動
有了Device Tree後，大量的板級信息都再也不須要，譬如過去常常在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx實施的事情，均可以經過Device Tree轉化爲統一的標準處理。
註冊platform_device，綁定resource，即內存、IRQ等板級信息。
透過Device Tree後，形如
90 static struct resource xxx_resources[] = {
91 [0] = {
92 .start = …,
93 .end = …,
94 .flags = IORESOURCE_MEM,
95 },
96 [1] = {
97 .start = …,
98 .end = …,
99 .flags = IORESOURCE_IRQ,
100 },
101 };
102
103 static struct platform_device xxx_device = {
104 .name = "xxx",
105 .id = -1,
106 .dev = {
107 .platform_data = &xxx_data,
108 },
109 .resource = xxx_resources,
110 .num_resources = ARRAY_SIZE(xxx_resources),
111 };
之類的platform_device代碼都再也不須要，其中platform_device會由kernel自動展開。而這些resource實際來源於.dts中設備結點的reg、interrupts屬性。典型地，大多數總線都與「simple_bus」兼容，而在SoC對應的machine的.init_machine成員函數中，調用of_platform_bus_probe(NULL, xxx_of_bus_ids, NULL); 便可自動展開全部的platform_device。譬如，假設咱們有個XXX SoC，則可在arch/arm/mach-xxx/的板文件中透過以下方式展開.dts中的設備結點對應的platform_device：
18 static struct of_device_id xxx_of_bus_ids[] __initdata = {
19 { .compatible = "simple-bus", },
20 {},
21 };
22
23 void __init xxx_mach_init(void)
24 {
25 of_platform_bus_probe(NULL, xxx_of_bus_ids, NULL);
26 }
32
33 #ifdef CONFIG_ARCH_XXX
38
39 DT_MACHINE_START(XXX_DT, "Generic XXX (Flattened Device Tree)")
41 …
45 .init_machine = xxx_mach_init,
46 …
49 MACHINE_END
50 #endif
註冊i2c_board_info，指定IRQ等板級信息。
形如
145 static struct i2c_board_info __initdata afeb9260_i2c_devices[] = {
146 {
147 I2C_BOARD_INFO("tlv320aic23", 0x1a),
148 }, {
149 I2C_BOARD_INFO("fm3130", 0x68),
150 }, {
151 I2C_BOARD_INFO("24c64", 0x50),
152 },
153 };
之類的i2c_board_info代碼，目前再也不須要出現，如今只須要把tlv320aic2三、fm3130、24c64這些設備結點填充做爲相應的I2C controller結點的子結點便可，相似於前面的
i2c@1,0 {
compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
…
rtc@58 {
compatible = "maxim,ds1338";
reg = <58>;
interrupts = < 7 3 >;
};
};
Device Tree中的I2C client會透過I2C host驅動的probe()函數中調用of_i2c_register_devices(&i2c_dev->adapter); 被自動展開。
註冊spi_board_info，指定IRQ等板級信息。
形如
79 static struct spi_board_info afeb9260_spi_devices[] = {
80 { /* DataFlash chip */
81 .modalias = "mtd_dataflash",
82 .chip_select = 1,
83 .max_speed_hz = 15 * 1000 * 1000,
84 .bus_num = 0,
85 },
86 };
之類的spi_board_info代碼，目前再也不須要出現，與I2C相似，如今只須要把mtd_dataflash之類的結點，做爲SPI控制器的子結點便可，SPI host驅動的probe函數透過spi_register_master()註冊master的時候，會自動展開依附於它的slave。
多個針對不一樣電路板的machine，以及相關的callback。
過去，ARM Linux針對不一樣的電路板會創建由MACHINE_START和MACHINE_END包圍起來的針對這個machine的一系列callback，譬如：
373 MACHINE_START(VEXPRESS, "ARM-Versatile Express")
374 .atag_offset = 0x100,
375 .smp = smp_ops(vexpress_smp_ops),
376 .map_io = v2m_map_io,
377 .init_early = v2m_init_early,
378 .init_irq = v2m_init_irq,
379 .timer = &v2m_timer,
380 .handle_irq = gic_handle_irq,
381 .init_machine = v2m_init,
382 .restart = vexpress_restart,
383 MACHINE_END
這些不一樣的machine會有不一樣的MACHINE ID，Uboot在啓動Linux內核時會將MACHINE ID存放在r1寄存器，Linux啓動時會匹配Bootloader傳遞的MACHINE ID和MACHINE_START聲明的MACHINE ID，而後執行相應machine的一系列初始化函數。
引入Device Tree以後，MACHINE_START變動爲DT_MACHINE_START，其中含有一個.dt_compat成員，用於代表相關的machine與.dts中root結點的compatible屬性兼容關係。若是Bootloader傳遞給內核的Device Tree中root結點的compatible屬性出如今某machine的.dt_compat表中，相關的machine就與對應的Device Tree匹配，從而引起這一machine的一系列初始化函數被執行。
489 static const char * const v2m_dt_match[] __initconst = {
490 "arm,vexpress",
491 "xen,xenvm",
492 NULL,
493 };
495 DT_MACHINE_START(VEXPRESS_DT, "ARM-Versatile Express")
496 .dt_compat = v2m_dt_match,
497 .smp = smp_ops(vexpress_smp_ops),
498 .map_io = v2m_dt_map_io,
499 .init_early = v2m_dt_init_early,
500 .init_irq = v2m_dt_init_irq,
501 .timer = &v2m_dt_timer,
502 .init_machine = v2m_dt_init,
503 .handle_irq = gic_handle_irq,
504 .restart = vexpress_restart,
505 MACHINE_END
Linux倡導針對多個SoC、多個電路板的通用DT machine，即一個DT machine的.dt_compat表含多個電路板.dts文件的root結點compatible屬性字符串。以後，若是的電路板的初始化序列不同，能夠透過int of_machine_is_compatible(const char *compat) API判斷具體的電路板是什麼。
譬如arch/arm/mach-exynos/mach-exynos5-dt.c的EXYNOS5_DT machine同時兼容 "samsung,exynos5250"和"samsung,exynos5440"：
158 static char const *exynos5_dt_compat[] __initdata = {
159 "samsung,exynos5250",
160 "samsung,exynos5440",
161 NULL
162 };
163
177 DT_MACHINE_START(EXYNOS5_DT, "SAMSUNG EXYNOS5 (Flattened Device Tree)")
178 /* Maintainer: Kukjin Kim <kgene.kim@samsung.com> */
179 .init_irq = exynos5_init_irq,
180 .smp = smp_ops(exynos_smp_ops),
181 .map_io = exynos5_dt_map_io,
182 .handle_irq = gic_handle_irq,
183 .init_machine = exynos5_dt_machine_init,
184 .init_late = exynos_init_late,
185 .timer = &exynos4_timer,
186 .dt_compat = exynos5_dt_compat,
187 .restart = exynos5_restart,
188 .reserve = exynos5_reserve,
189 MACHINE_END
它的.init_machine成員函數就針對不一樣的machine進行了不一樣的分支處理：
126 static void __init exynos5_dt_machine_init(void)
127 {
128 …
149
150 if (of_machine_is_compatible("samsung,exynos5250"))
151 of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table,
152 exynos5250_auxdata_lookup, NULL);
153 else if (of_machine_is_compatible("samsung,exynos5440"))
154 of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table,
155 exynos5440_auxdata_lookup, NULL);
156 }
使用Device Tree後，驅動須要與.dts中描述的設備結點進行匹配，從而引起驅動的probe()函數執行。對於platform_driver而言，須要添加一個OF匹配表，如前文的.dts文件的"acme,a1234-i2c-bus"兼容I2C控制器結點的OF匹配表能夠是：
436 static const struct of_device_id a1234_i2c_of_match[] = {
437 { .compatible = "acme,a1234-i2c-bus ", },
438 {},
439 };
440 MODULE_DEVICE_TABLE(of, a1234_i2c_of_match);
441
442 static struct platform_driver i2c_a1234_driver = {
443 .driver = {
444 .name = "a1234-i2c-bus ",
445 .owner = THIS_MODULE,
449 .of_match_table = a1234_i2c_of_match,
450 },
451 .probe = i2c_a1234_probe,
452 .remove = i2c_a1234_remove,
453 };
454 module_platform_driver(i2c_a1234_driver);
對於I2C和SPI從設備而言，一樣也能夠透過of_match_table添加匹配的.dts中的相關結點的compatible屬性，如sound/soc/codecs/wm8753.c中的：
1533 static const struct of_device_id wm8753_of_match[] = {
1534 { .compatible = "wlf,wm8753", },
1535 { }
1536 };
1537 MODULE_DEVICE_TABLE(of, wm8753_of_match);
1587 static struct spi_driver wm8753_spi_driver = {
1588 .driver = {
1589 .name = "wm8753",
1590 .owner = THIS_MODULE,
1591 .of_match_table = wm8753_of_match,
1592 },
1593 .probe = wm8753_spi_probe,
1594 .remove = wm8753_spi_remove,
1595 };
1640 static struct i2c_driver wm8753_i2c_driver = {
1641 .driver = {
1642 .name = "wm8753",
1643 .owner = THIS_MODULE,
1644 .of_match_table = wm8753_of_match,
1645 },
1646 .probe = wm8753_i2c_probe,
1647 .remove = wm8753_i2c_remove,
1648 .id_table = wm8753_i2c_id,
1649 };
不過這邊有一點須要提醒的是，I2C和SPI外設驅動和Device Tree中設備結點的compatible 屬性還有一種弱式匹配方法，就是別名匹配。compatible 屬性的組織形式爲<manufacturer>,<model>，別名其實就是去掉compatible 屬性中逗號前的manufacturer前綴。關於這一點，可查看drivers/spi/spi.c的源代碼，函數spi_match_device()暴露了更多的細節，若是別名出如今設備spi_driver的id_table裏面，或者別名與spi_driver的name字段相同，SPI設備和驅動均可以匹配上：
90 static int spi_match_device(struct device *dev, struct device_driver *drv)
91 {
92 const struct spi_device *spi = to_spi_device(dev);
93 const struct spi_driver *sdrv = to_spi_driver(drv);
94
95 /* Attempt an OF style match */
96 if (of_driver_match_device(dev, drv))
97 return 1;
98
99 /* Then try ACPI */
100 if (acpi_driver_match_device(dev, drv))
101 return 1;
102
103 if (sdrv->id_table)
104 return !!spi_match_id(sdrv->id_table, spi);
105
106 return strcmp(spi->modalias, drv->name) == 0;
107 }
71 static const struct spi_device_id *spi_match_id(const struct spi_device_id *id,
72 const struct spi_device *sdev)
73 {
74 while (id->name[0]) {
75 if (!strcmp(sdev->modalias, id->name))
76 return id;
77 id++;
78 }
79 return NULL;
80 }
解析DTB的函數及相關數據結構
machine_desc結構
struct machine_desc {
unsigned int nr; /* architecture number */
const char *name; /* architecture name */
unsigned long atag_offset; /* tagged list (relative) */
const char *const *dt_compat; /* array of device tree
* 'compatible' strings */
unsigned int nr_irqs; /* number of IRQs */
#ifdef CONFIG_ZONE_DMA
phys_addr_t dma_zone_size; /* size of DMA-able area */
#endif
unsigned int video_start; /* start of video RAM */
unsigned int video_end; /* end of video RAM */
unsigned char reserve_lp0 :1; /* never has lp0 */
unsigned char reserve_lp1 :1; /* never has lp1 */
unsigned char reserve_lp2 :1; /* never has lp2 */
enum reboot_mode reboot_mode; /* default restart mode */
struct smp_operations *smp; /* SMP operations */
bool (*smp_init)(void);
void (*fixup)(struct tag *, char **,
struct meminfo *);
void (*init_meminfo)(void);
void (*reserve)(void);/* reserve mem blocks */
void (*map_io)(void);/* IO mapping function */
void (*init_early)(void);
void (*init_irq)(void);
void (*init_time)(void);
void (*init_machine)(void);
void (*init_late)(void);
#ifdef CONFIG_MULTI_IRQ_HANDLER
void (*handle_irq)(struct pt_regs *);
#endif
void (*restart)(enum reboot_mode, const char *);
};
內核將機器信息記錄爲machine_desc結構體（該定義在/arch/arm/include/asm/mach/arch.h），並保存在_arch_info_begin到_arch_info_end之間（_arch_info_begin，_arch_info_end爲虛擬地址，是編譯內核時指定的，此時mmu還未進行初始化。它其實經過彙編完成地址偏移操做）
machine_desc結構體用宏MACHINE_START進行定義，通常在/arch/arm/子目錄，與板級相關的文件中進行成員函數及變量的賦值。由linker將machine_desc彙集在.arch.info.init節區造成列表。
bootloader引導內核時，ARM寄存器r2會將.dtb的首地址傳給內核，內核根據該地址，解析.dtb中根節點的compatible屬性，將該屬性與內核中預先定義machine_desc結構體的dt_compat成員作匹配，獲得最匹配的一個machine_desc。
在代碼中，內核經過在start_kernel->setup_arch中調用setup_machine_fdt來實現上述功能，該函數的具體實現可參見/arch/arm/kernel/devtree.c。
設備節點結構體
struct device_node {
const char *name; // 設備名稱
const char *type; // 設備類型
phandle phandle;
const char *full_name; // 設備全稱，包括父設備名
struct property *properties; // 設備屬性鏈表
struct property *deadprops; /* removed properties */
struct device_node *parent; // 指向父節點
struct device_node *child; // 指向子節點
struct device_node *sibling; // 指向兄弟節點
struct device_node *next; /* next device of same type */
struct device_node *allnext; /* next in list of all nodes */
struct proc_dir_entry *pde; /* this node's proc directory */
struct kref kref;
unsigned long _flags;
void *data;
#if defined(CONFIG_SPARC)
const char *path_component_name;
unsigned int unique_id;
struct of_irq_controller *irq_trans;
#endif
};
記錄節點信息的結構體。.dtb通過解析以後將以device_node列表的形式存儲節點信息。
屬性結構體
struct property {
char *name; // 屬性名
int length; // 屬性值長度
void *value; // 屬性值
struct property *next; // 指向下一個屬性
unsigned long _flags; // 標誌
unsigned int unique_id;
};
device_node結構體中的成員結構體，用於描述節點屬性信息。
uboot下的相關結構體
首先咱們看下uboot用於記錄os、initrd、fdt信息的數據結構bootm_headers，其定義在/include/image.h中，這邊截取了其中與dtb相關的一小部分。
typedef struct bootm_headers {
......
#if defined(CONFIG_FIT)
......
void *fit_hdr_fdt; /* FDT blob FIT image header */
const char *fit_uname_fdt; /* FDT blob subimage node unit name */
int fit_noffset_fdt;/* FDT blob subimage node offset */
......
#endif
......
#ifdef CONFIG_LMB
struct lmb lmb; /* for memory mgmt */
#endif
} bootm_headers_t;
fit_hdr_fdt指向DTB設備樹鏡像的頭。
lmb爲uboot下的一種內存管理機制，全稱爲logical memory blocks。用於管理鏡像的內存。lmb所記錄的內存信息最終會傳遞給kernel。這裏對lmb不作展開描述。在/include/lmb.h和/lib/lmb.c中有對lmb的接口和定義的具體描述。有興趣的讀者能夠看下，所包含的代碼量很少。
DTB加載及解析過程
UBoot處理
先從uboot裏的do_bootm出發，根據以前描述，DTB在內存中的地址經過bootm命令進行傳遞。在bootm中，它會根據所傳進來的DTB地址，對DTB所在內存作一系列操做，爲內核解析DTB提供保證。上圖爲對應的函數調用關係圖。
在do_bootm中，主要調用函數爲do_bootm_states，第四個參數爲bootm所要處理的階段和狀態。
在do_bootm_states中，bootm_start會對lmb進行初始化操做，lmb所管理的物理內存塊有三種方式獲取。起始地址，優先級從上往下：
- 環境變量「bootm_low」
- 宏CONFIG_SYS_SDRAM_BASE（在tegra124中爲0x80000000）
- gd->bd->bi_dram[0].start
大小：
- 環境變量「bootm_size」
- gd->bd->bi_dram[0].size
通過初始化以後，這塊內存就歸lmb所管轄。接着，調用bootm_find_os進行kernel鏡像的相關操做，這裏不具體闡述。
還記得以前講過bootm的三個參數麼，第一個參數內核地址已經被bootm_find_os處理，而接下來的兩個參數會在bootm_find_other中執行操做。
- 首先，
bootm_find_other根據第二個參數找到ramdisk的地址，獲得ramdisk的鏡像；而後根據第三個參數獲得DTB鏡像，同檢查kernel和ramdisk鏡像同樣，檢查DTB鏡像也會進行一系列的校驗工做，若是校驗錯誤，將沒法正常啓動內核。另外，uboot在確認DTB鏡像無誤以後，會將該地址保存在環境變量「fdtaddr」中。 -
接着，uboot會把DTB鏡像reload一次，使得DTB鏡像所在的物理內存歸lmb所管理：
-
boot_fdt_add_mem_rsv_regions會將原先的內存DTB鏡像所在的內存置爲reserve，保證該段內存不會被其餘非法使用，保證接下來的reload數據是正確的； -
boot_relocate_fdt會在bootmap區域中申請一塊未被使用的內存，接着將DTB鏡像內容複製到這塊區域（即歸lmb所管理的區域）
-
注：若環境變量中，指定「fdt_high」參數，則會根據該值，調用lmb_alloc_base函數來分配DTB鏡像reload的地址空間。若分配失敗，則會中止bootm操做。於是，不建議設置fdt_high參數。
接下來，do_bootm會根據內核的類型調用對應的啓動函數。與linux對應的是do_bootm_linux。
- boot_prep_linux：爲啓動後的kernel準備參數
-
boot_jump_linux：
...... if (IMAGE_ENABLE_OF_LIBFDT && images->ft_len) r2 = (unsigned long)images->ft_addr; else r2 = gd->bd->bi_boot_params; if (!fake) { ...... kernel_entry(0, machid, r2); }以上是
boot_jump_linux的片斷代碼，能夠看出：若使用DTB，則原先用來存儲ATAG的寄存器R2，將會用來存儲.dtb鏡像地址。boot_jump_linux最後將調用kernel_entry，將.dtb鏡像地址傳給內核。
內核處理
在arch/arm/kernel/head.S中，有這樣一段：
/*
* r1 = machine no, r2 = atags or dtb,
* r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
*/
bl __vet_atags
_vet_atags定義在/arch/arm/kernel/head-common.S中，它主要對DTB鏡像作了一個簡單的校驗。
__vet_atags:
tst r2, #0x3 @ aligned?
bne 1f
ldr r5, [r2, #0]
#ifdef CONFIG_OF_FLATTREE
ldr r6, =OF_DT_MAGIC @ is it a DTB?
cmp r5, r6
beq 2f
#endif
cmp r5, #ATAG_CORE_SIZE @ is first tag ATAG_CORE?
cmpne r5, #ATAG_CORE_SIZE_EMPTY
bne 1f
ldr r5, [r2, #4]
ldr r6, =ATAG_CORE
cmp r5, r6
bne 1f
2: mov pc, lr @ atag/dtb pointer is ok
1: mov r2, #0
mov pc, lr
ENDPROC(__vet_atags)
真正解析處理dbt的開始部分，是setup_arch->setup_machine_fdt。
如圖，是setup_machine_fdt中的解析過程。
- 解析chosen節點將對
boot_command_line進行初始化。 - 解析根節點的{size，address}將對
dt_root_size_cells，dt_root_addr_cells進行初始化。爲以後解析memory等其餘節點提供依據。 - 解析memory節點，將會把節點中描述的內存，加入memory的bank。爲以後的內存初始化提供條件。
解析設備樹在函數unflatten_device_tree中完成，它將.dtb解析成device_node結構，並構成單項鍊表，以供OF的API接口使用。
下面主要結合代碼分析：/drivers/of/fdt.c
void __init unflatten_device_tree(void)
{
/* 解析設備樹，將全部的設備節點鏈如全局鏈表 of_allnodes 中 */
__unflatten_device_tree(initial_boot_params, &of_allnodes,
early_init_dt_alloc_memory_arch);
/* 設置內核輸出終端，以及遍歷「aliases」節點下的全部屬性，加入相應鏈表 */
/* Get pointer to "/chosen" and "/aliases" nodes for use everywhere */
of_alias_scan(early_init_dt_alloc_memory_arch);
}
static void __unflatten_device_tree(struct boot_param_header *blob,
struct device_node **mynodes,
void * (*dt_alloc)(u64 size, u64 align))
{
unsigned long size;
int start;
void *mem;
struct device_node **allnextp = mynodes;
......
/* 檢查設備樹 magic */
if (be32_to_cpu(blob->magic) != OF_DT_HEADER) {
pr_err("Invalid device tree blob header\n");
return;
}
/* 找到設備樹的設備節點起始地址 *//
start = 0;
/* 第一次調用mem傳0，allnextpp傳NULL，其實是爲了計算整個設備樹所要的空間 */
size = (unsigned long)unflatten_dt_node(blob, 0, &start, NULL, NULL, 0);
size = ALIGN(size, 4);
pr_debug(" size is %lx, allocating...\n", size);
/* 調用early_init_dt_alloc_memory_arch函數，爲設備樹分配內存空間 */
mem = dt_alloc(size + 4, __alignof__(struct device_node));
memset(mem, 0, size);
/* 設備樹結束處賦值0xdeadbeef，爲了後面檢查是否有數據溢出 */
*(__be32 *)(mem + size) = cpu_to_be32(0xdeadbeef);
pr_debug(" unflattening %p...\n", mem);
/* 再次獲取設備樹的設備節點起始地址 */
start = 0;
/* mem爲設備樹分配的內存空間，allnextp指向全局變量of_allnodes，生成整個設備樹 */
unflatten_dt_node(blob, mem, &start, NULL, &allnextp, 0);
if (be32_to_cpup(mem + size) != 0xdeadbeef)
pr_warning("End of tree marker overwritten: %08x\n",
be32_to_cpup(mem + size));
*allnextp = NULL;
pr_debug(" <- unflatten_device_tree()\n");
}
static void * unflatten_dt_node(struct boot_param_header *blob,
void *mem,
int *poffset,
struct device_node *dad,
struct device_node ***allnextpp,
unsigned long fpsize)
{
......
/* 得到節點名或節點路徑名 */
pathp = fdt_get_name(blob, *poffset, &l);
if (!pathp)
return mem;
allocl = l++; // 節點名稱的長度
/* 若是是節點名則進入，如果節點路徑名則(*pathp) == '/' */
if ((*pathp) != '/') {
new_format = 1;
if (fpsize == 0) {
......
} else {
fpsize += l; // 待分配的長度=本節點名稱長度+父親節點絕對路徑的長度
allocl = fpsize;
}
}
/* 分配一個設備節點結構device_node，mem記錄了分配空間大小，最終會累加，計算出該設備樹總共分配的空間 */
np = unflatten_dt_alloc(&mem, sizeof(struct device_node) + allocl,
__alignof__(struct device_node));
/* 第一次調用unflatten_dt_alloc時，allnextpp=NULL。第二次時， allnextpp指向全局變量of_allnodes */
if (allnextpp) {
char *fn;
np->full_name = fn = ((char *)np) + sizeof(*np); // full_name保存完整節點名，包括各級父節點
/* 若new_format=1，表示pathp保存的是節點名，不是路徑名，因此須要加上父節點名稱 */
if (new_format) {
if (dad && dad->parent) {
strcpy(fn, dad->full_name); // 拷貝父節點絕對路徑
fn += strlen(fn);
}
*(fn++) = '/';
}
memcpy(fn, pathp, l); // 拷貝本節點名稱
prev_pp = &np->properties; // prev_pp指向節點的屬性鏈表
**allnextpp = np;
*allnextpp = &np->allnext;
/* 若父節點不爲空，則設置該節點的parent */
if (dad != NULL) {
np->parent = dad; // 指向父節點
if (dad->next == NULL)
dad->child = np; // child指向第一個孩子
else
dad->next->sibling = np; // 把np插入next，這樣子節點造成鏈表
dad->next = np;
}
kref_init(&np->kref);
}
/* 處理該節點的屬性 */
for (offset = fdt_first_property_offset(blob, *poffset);
(offset >= 0);
(offset = fdt_next_property_offset(blob, offset))) {
......
/* 獲取屬性名稱 */
if (!(p = fdt_getprop_by_offset(blob, offset, &pname, &sz))) {
offset = -FDT_ERR_INTERNAL;
break;
}
......
/* 是否有名稱爲name的屬性 */
if (strcmp(pname, "name") == 0)
has_name = 1;
/* 爲該屬性分配一個屬性結構，即struct property */
pp = unflatten_dt_alloc(&mem, sizeof(struct property),
__alignof__(struct property));
if (allnextpp) {
......
pp->name = (char *)pname; // 屬性名
pp->length = sz; // 屬性值長度
pp->value = (__be32 *)p; // 屬性值
*prev_pp = pp; // 將屬性插入該節點的屬性鏈表
prev_pp = &pp->next;
}
}
/* 若是該節點沒有「name」的屬性，則生成一個name屬性，插入到該節點的屬性鏈表 */
if (!has_name) {
......
}
/* allnextpp被設置時，構建np */
if (allnextpp) {
......
}
old_depth = depth;
*poffset = fdt_next_node(blob, *poffset, &depth);
if (depth < 0)
depth = 0;
/* 遍歷子節點 */
while (*poffset > 0 && depth > old_depth)
mem = unflatten_dt_node(blob, mem, poffset, np, allnextpp,
fpsize);
......
return mem;
}
void of_alias_scan(void * (*dt_alloc)(u64 size, u64 align))
{
struct property *pp;
/* 根據全局鏈表of_allnodes，查找"/chosen"或"/chosen@0"節點，賦值給全局變量of_chosen */
of_chosen = of_find_node_by_path("/chosen");
if (of_chosen == NULL)
of_chosen = of_find_node_by_path("/chosen@0");
/* 若是of_chosen存在，則查找"linux,stdout-path"，該屬性爲標準終端設備節點路徑名，內核以此作爲默認終端 */
if (of_chosen) {
const char *name;
name = of_get_property(of_chosen, "linux,stdout-path", NULL);
if (name)
of_stdout = of_find_node_by_path(name);
}
/* 查找"/aliases"節點，賦值給全局變量of_aliases */
of_aliases = of_find_node_by_path("/aliases");
if (!of_aliases)
return;
/* 遍歷of_aliases下的全部屬性 */
for_each_property_of_node(of_aliases, pp) {
......
/* 跳過一些屬性 */
if (!strcmp(pp->name, "name") ||
!strcmp(pp->name, "phandle") ||
!strcmp(pp->name, "linux,phandle"))
continue;
/* 根據屬性找到對應的設備節點 */
np = of_find_node_by_path(pp->value);
if (!np)
continue;
/* 去除屬性名中尾部的數字，即設備id */
while (isdigit(*(end-1)) && end > start)
end--;
len = end - start;
/* 將屬性名中尾部的數字轉化爲十進制數，作爲設備id號 */
if (kstrtoint(end, 10, &id) < 0)
continue;
/* 分配alias_prop結構 */
ap = dt_alloc(sizeof(*ap) + len + 1, 4);
if (!ap)
continue;
memset(ap, 0, sizeof(*ap) + len + 1);
ap->alias = start;
/* 將該設備的alias指向對應的device_node，而且鏈入aliases_lookup鏈表中 */
of_alias_add(ap, np, id, start, len);
}
}
總的概括爲：
- kernel入口處獲取到uboot傳過來的.dtb鏡像的基地址
- 經過early_init_dt_scan()函數來獲取kernel初始化時須要的bootargs和cmd_line等系統引導參數。
- 調用unflatten_device_tree函數來解析dtb文件，構建一個由device_node結構鏈接而成的單向鏈表，並使用全局變量of_allnodes保存這個鏈表的頭指針。
- 內核調用OF的API接口，獲取of_allnodes鏈表信息來初始化內核其餘子系統、設備等。
經常使用OF API
在Linux的BSP和驅動代碼中，還常常會使用到Linux中一組Device Tree的API,這些API一般被冠以of_前綴，它們的實現代碼位於內核的drivers/of目錄。這些經常使用的API包括：
int of_device_is_compatible(const struct device_node device,const char compat);
判斷設備結點的compatible 屬性是否包含compat指定的字符串。當一個驅動支持2個或多個設備的時候，這些不一樣.dts文件中設備的compatible 屬性都會進入驅動 OF匹配表。所以驅動能夠透過Bootloader傳遞給內核的Device Tree中的真正結點的compatible 屬性以肯定到底是哪種設備，從而根據不一樣的設備類型進行不一樣的處理。如drivers/pinctrl/pinctrl-sirf.c即兼容於"sirf,prima2-pinctrl"，又兼容於"sirf,prima2-pinctrl"，在驅動中就有相應分支處理：
1682 if (of_device_is_compatible(np, "sirf,marco-pinctrl"))
1683 is_marco = 1;
struct device_node of_find_compatible_node(struct device_node from, const char type, const char compatible);
根據compatible屬性，得到設備結點。遍歷Device Tree中全部的設備結點，看看哪一個結點的類型、compatible屬性與本函數的輸入參數匹配，大多數狀況下，from、type爲NULL。
int of_property_read_u8_array(const struct device_node np, const char propname, u8 *out_values, size_t sz);
int of_property_read_u16_array(const struct device_node np, const char propname, u16 *out_values, size_t sz);
int of_property_read_u32_array(const struct device_node np, const char propname, u32 *out_values, size_t sz);
int of_property_read_u64(const struct device_node np, const char propname, u64 *out_value);
讀取設備結點np的屬性名爲propname，類型爲八、1六、3二、64位整型數組的屬性。對於32位處理器來說，最經常使用的是of_property_read_u32_array()。如在arch/arm/mm/cache-l2x0.c中，透過以下語句讀取L2 cache的"arm,data-latency"屬性：
534 of_property_read_u32_array(np, "arm,data-latency",
535 data, ARRAY_SIZE(data));
在arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dts中，含有"arm,data-latency"屬性的L2 cache結點以下：
137 L2: cache-controller@1e00a000 {
138 compatible = "arm,pl310-cache";
139 reg = <0x1e00a000 0x1000>;
140 interrupts = <0 43 4>;
141 cache-level = <2>;
142 arm,data-latency = <1 1 1>;
143 arm,tag-latency = <1 1 1>;
144 }
有些狀況下，整形屬性的長度可能爲1，因而內核爲了方便調用者，又在上述API的基礎上封裝出了更加簡單的讀單一整形屬性的API，它們爲int of_property_read_u8()、of_property_read_u16()等，實現於include/linux/of.h：
513 static inline int of_property_read_u8(const struct device_node *np,
514 const char *propname,
515 u8 *out_value)
516 {
517 return of_property_read_u8_array(np, propname, out_value, 1);
518 }
519
520 static inline int of_property_read_u16(const struct device_node *np,
521 const char *propname,
522 u16 *out_value)
523 {
524 return of_property_read_u16_array(np, propname, out_value, 1);
525 }
526
527 static inline int of_property_read_u32(const struct device_node *np,
528 const char *propname,
529 u32 *out_value)
530 {
531 return of_property_read_u32_array(np, propname, out_value, 1);
532 }
int of_property_read_string(struct device_node np, const char propname, const char out_string);**
int of_property_read_string_index(struct device_node np, const char propname, int index, const char output);**
前者讀取字符串屬性，後者讀取字符串數組屬性中的第index個字符串。如drivers/clk/clk.c中的of_clk_get_parent_name()透過of_property_read_string_index()遍歷clkspec結點的全部"clock-output-names"字符串數組屬性。
1759 const char *of_clk_get_parent_name(struct device_node *np, int index)
1760 {
1761 struct of_phandle_args clkspec;
1762 const char *clk_name;
1763 int rc;
1764
1765 if (index < 0)
1766 return NULL;
1767
1768 rc = of_parse_phandle_with_args(np, "clocks", "#clock-cells", index,
1769 &clkspec);
1770 if (rc)
1771 return NULL;
1772
1773 if (of_property_read_string_index(clkspec.np, "clock-output-names",
1774 clkspec.args_count ? clkspec.args[0] : 0,
1775 &clk_name) < 0)
1776 clk_name = clkspec.np->name;
1777
1778 of_node_put(clkspec.np);
1779 return clk_name;
1780 }
1781 EXPORT_SYMBOL_GPL(of_clk_get_parent_name);
static inline bool of_property_read_bool(const struct device_node np, const char propname);
若是設備結點np含有propname屬性，則返回true，不然返回false。通常用於檢查空屬性是否存在。
void __iomem of_iomap(struct device_node node, int index);
經過設備結點直接進行設備內存區間的 ioremap()，index是內存段的索引。若設備結點的reg屬性有多段，可經過index標示要ioremap的是哪一段，只有1段的狀況，index爲0。採用Device Tree後，大量的設備驅動經過of_iomap()進行映射，而再也不經過傳統的ioremap。
unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *dev, int index);
透過Device Tree或者設備的中斷號，其實是從.dts中的interrupts屬性解析出中斷號。若設備使用了多箇中斷，index指定中斷的索引號。
還有一些OF API，這裏不一一列舉，具體可參考include/linux/of.h頭文件。
總結
ARM社區一向充斥的大量垃圾代碼致使Linus盛怒，所以社區在2011年到2012年進行了大量的工做。ARM Linux開始圍繞Device Tree展開，Device Tree有本身的獨立的語法，它的源文件爲.dts，編譯後獲得.dtb，Bootloader在引導Linux內核的時候會將.dtb地址告知內核。以後內核會展開Device Tree並建立和註冊相關的設備，所以arch/arm/mach-xxx和arch/arm/plat-xxx中大量的用於註冊platform、I2C、SPI板級信息的代碼被刪除，而驅動也以新的方式和.dts中定義的設備結點進行匹配。
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