Linux 设备树（Device Tree）(转载)
本文参考如下两篇文章，整合为一篇。
ARM Device Tree起源
Linus Torvalds在2011年3月17日的ARM Linux邮件列表宣称 "this whole ARM thing is a f*cking pain in the ass"，引起ARM Linux社区的地震，随后ARM社区进行了一系列的重大修正。在过去的ARM Linux中，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码，至关多数的代码只是在描述板级细节，而这些板级细节对于内核来说，不过是垃圾，如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各类硬件的platform_data。读者有兴趣能够统计下常见的s3c24十、s3c6410等板级目录，代码量在数万行。node
社区必须改变这种局面，因而PowerPC等其余体系架构下已经使用的Flattened Device Tree（FDT）进入ARM社区的视野。Device Tree是一种描述硬件的数据结构，它起源于 OpenFirmware (OF)。在Linux 2.6中，ARM架构的板极硬件细节过多地被硬编码在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx，采用Device Tree后，许多硬件的细节能够直接透过它传递给Linux，而再也不须要在kernel中进行大量的冗余编码。linux
Device Tree由一系列被命名的结点（node）和属性（property）组成，而结点自己可包含子结点。所谓属性，其实就是成对出现的name和value。在Device Tree中，可描述的信息包括（原先这些信息大多被hard code到kernel中）：git
- CPU的数量和类别
- 内存基地址和大小
- 总线和桥
- 外设链接
- 中断控制器和中断使用状况
- GPIO控制器和GPIO使用状况
- Clock控制器和Clock使用状况
它基本上就是画一棵电路板上CPU、总线、设备组成的树，Bootloader会将这棵树传递给内核，而后内核能够识别这棵树，并根据它展开出Linux内核中的platform_device、i2c_client、spi_device等设备，而这些设备用到的内存、IRQ等资源，也被传递给了内核，内核会将这些资源绑定给展开的相应的设备。express
Device Tree组成和结构
整个Device Tree牵涉面比较广，即增长了新的用于描述设备硬件信息的文本格式，又增长了编译这一文本的工具，同时Bootloader也须要支持将编译后的Device Tree传递给Linux内核。数组
设备树包含DTC（device tree compiler），DTS（device tree source和DTB（device tree blob）。其对应关系以下，数据结构
DTS (device tree source)
.dts文件是一种ASCII 文本格式的Device Tree描述，此文本格式很是人性化，适合人类的阅读习惯。基本上，在ARM Linux在，一个.dts文件对应一个ARM的machine，通常放置在内核的arch/arm/boot/dts/目录。架构
DTS 基本结构
.dts（或者其include的.dtsi）基本元素即为前文所述的结点和属性：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文件并无什么真实的用途，但它基本表征了一个Device Tree源文件的结构：ide
- 1个root结点"/"；
- root结点下面含一系列子结点，本例中为"node1" 和 "node2"；
- 结点"node1"下又含有一系列子结点，本例中为"child-node1" 和 "child-node2"；
- 各结点都有一系列属性。这些属性可能为空，如" an-empty-property"；可能为字符串，如"a-- string-property"；可能为字符串数组，如"a-string-list-property"；可能为Cells（由u32整数组成），如"second-child-property"，可能为二进制数，如"a-byte-data-property"。
DTSI
因为一个SoC可能对应多个machine（一个SoC能够对应多个产品和电路板），势必这些.dts文件需包含许多共同的部分，Linux内核为了简化，把SoC公用的部分或者多个machine共同的部分通常提炼为.dtsi，相似于C语言的头文件。其余的machine对应的.dts就include这个.dtsi。譬如，对于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语言的头文件相似，.dtsi也能够include其余的.dtsi，譬如几乎全部的ARM SoC的.dtsi都引用了skeleton.dtsi。skeleton.dtsi的内容以下，
/ {
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
chosen { };
aliases { };
memory { device_type = "memory"; reg = <0 0>; };
};
上述内容代表，以“/”根节点为parent的子节点中，reg属性address和length字段的长度分别为1。具体节点的描述以下。
chosen node
chosen node 主要用来描述由系统指定的runtime parameter，它并无描述任何硬件设备节点信息。原先经过tag list传递的一些linux kernel运行的参数，能够经过chosen节点来传递。如command line能够经过bootargs这个property来传递。若是存在chosen node，它的parent节点必须为“/”根节点。
chosen {
bootargs = "tegraid=40.0.0.00.00 vmalloc=256M video=tegrafb console=ttyS0,115200n8 earlyprintk";
};
aliases node
aliases node用来定义别名，相似C++中引用。
aliases {
i2c6 = &pca9546_i2c0;
i2c7 = &pca9546_i2c1;
i2c8 = &pca9546_i2c2;
i2c9 = &pca9546_i2c3;
};
上面是一个在.dtsi中的典型应用，当使用i2c6时，也即便用pca9546_i2c0，使得引用节点变得简单方便。例：当.dts include 该.dtsi时，将i2c6的status属性赋值为okay，则代表该主板上的pca9546_i2c0处于enable状态；反之，status赋值为disabled，则代表该主板上的pca9546_i2c0处于disenable状态。
memory node
对于memory node，device_type必须为memory。
memory {
device_type = "memory";
reg = <0x00000000 0x20000000>; /* 512 MB */
};
上述描述代表该memory node是以0x00000000为起始地址，以0x20000000为结束地址的512MB的空间。通常而言，在.dts中不对memory进行描述，而是经过bootargs中相似521M@0x00000000的方式传递给内核。
DTS 基本描述
下面以一个最简单的machine为例来看如何写一个.dts文件。假设此machine的配置以下：
- 1个双核ARM Cortex-A9 32位处理器；
- ARM的local bus上的内存映射区域分布了2个串口（分别位于0x101F1000 和 0x101F2000）、GPIO控制器（位于0x101F3000）、SPI控制器（位于0x10170000）、中断控制器（位于0x10140000）和一个external bus桥；
- External bus桥上又链接了SMC SMC91111 Ethernet（位于0x10100000）、I2C控制器（位于0x10160000）、64MB NOR Flash（位于0x30000000）；
- External bus桥上链接的I2C控制器所对应的I2C总线上又链接了Maxim DS1338实时钟（I2C地址为0x58）。
其对应的.dts文件为：
/ {
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结点"/"的compatible 属性compatible = "acme,coyotes-revenge";定义了系统的名称，它的组织形式为：<manufacturer>,<model>。Linux内核透过root结点"/"的compatible 属性便可判断它启动的是什么machine。
在.dts文件的每一个设备，都有一个compatible 属性，compatible属性用户驱动和设备的绑定。compatible 属性是一个字符串的列表，列表中的第一个字符串表征告终点表明的确切设备，形式为"<manufacturer>,<model>"，其后的字符串表征可兼容的其余设备。能够说前面的是特指，后面的则涵盖更广的范围。如在arch/arm/boot/dts/vexpress-v2m.dtsi中的Flash结点：
flash@0,00000000 {
compatible = "arm,vexpress-flash", "cfi-flash";
reg = <0 0x00000000 0x04000000>,
<1 0x00000000 0x04000000>;
bank-width = <4>;
};
compatible属性的第2个字符串"cfi-flash"明显比第1个字符串"arm,vexpress-flash"涵盖的范围更广。再好比，Freescale MPC8349 SoC含一个串口设备，它实现了国家半导体（National Semiconductor）的ns16550 寄存器接口。则MPC8349串口设备的compatible属性为compatible = "fsl,mpc8349-uart", "ns16550"。其中，fsl,mpc8349-uart指代了确切的设备， ns16550表明该设备与National Semiconductor 的16550 UART保持了寄存器兼容。
在设备匹配驱动过程当中，优先级为从左向右。本例中flash的驱动优先寻找“arm,vexpress-flash”驱动，若没有找到，则经过“cfi-flash”来继续寻找合适的驱动。
设备节点
示例中root结点"/"的cpus子结点下面又包含2个cpu子结点，描述了此machine上的2个CPU，而且两者的compatible 属性为"arm,cortex-a9"。注意cpus和cpus的2个cpu子结点的命名，它们遵循的组织形式为：<name>[@<unit-address>]，<>中的内容是必选项，[]中的则为可选项。name是一个ASCII字符串，用于描述结点对应的设备类型，如3com Ethernet适配器对应的结点name宜为ethernet，而不是3com509。若是一个结点描述的设备有地址，则应该给出@unit-address。多个相同类型设备结点的name能够同样，只要unit-address不一样便可，如本例中含有cpu@0、cpu@1以及serial@101f0000与serial@101f2000这样的同名结点。设备的unit-address地址也常常在其对应结点的reg属性中给出。ePAPR标准给出告终点命名的规范。
reg
可寻址的设备使用以下信息来在Device Tree中编码地址信息：
reg
#address-cells
#size-cells
reg描述了memory-mapped IO register的address和length。address 和 length 字段是可变长的，父结点的#address-cells和#size-cells分别决定了子结点的reg属性的address和length字段的长度。reg的组织形式为
reg = <address1 length1 [address2 length2] [address3 length3] ... >
其中的每一组address length代表了设备使用的一个地址范围。address为1个或多个32位的整型（即cell），而length则为cell的列表或者为空（若#size-cells = 0）。
在本例中，root结点的#address-cells = <1>;和#size-cells = <1>;决定了serial、gpio、spi等结点的address和length字段的长度分别为1。cpus 结点的#address-cells = <1>;和#size-cells = <0>;决定了2个cpu子结点的address为1，而length为空，因而造成了2个cpu的reg = <0>;和reg = <1>;。external-bus结点的#address-cells = <2>和#size-cells = <1>;决定了其下的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字段长度为0，开始的第一个cell（0、一、2）是对应的片选，第2个cell（0，0，0）是相对该片选的基地址，第3个cell（0x1000、0x1000、0x4000000）为length。特别要留意的是i2c结点中定义的 #address-cells = <1>;和#size-cells = <0>;又做用到了I2C总线上链接的RTC，它的address字段为0x58，是设备的I2C地址。
ranges
root结点的子结点描述的是CPU的视图，所以root子结点的address区域就直接位于CPU的memory区域。可是，通过总线桥后的address每每须要通过转换才能对应的CPU的memory映射。external-bus的ranges属性定义了通过external-bus桥后的地址范围如何映射到CPU的memory区域。
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是地址转换表，其中的每一个项目是一个子地址、父地址以及在子地址空间的大小的映射。映射表中的子地址、父地址分别采用子地址空间的#address-cells和父地址空间的#address-cells大小。对于本例而言，子地址空间的#address-cells为2，父地址空间的#address-cells值为1，所以0 0 0x10100000 0x10000的前2个cell为external-bus后片选0上偏移0，第3个cell表示external-bus后片选0上偏移0的地址空间被映射到CPU的0x10100000位置，第4个cell表示映射的大小为0x10000。ranges的后面2个项目的含义能够类推。
interrupt
Device Tree中还能够中断链接信息，对于中断控制器而言，它提供以下属性：
- interrupt-controller – 这个属性为空，中断控制器应该加上此属性代表本身的身份；
- interrupt-cells – 与#address-cells 和 #size-cells类似，它代表链接此中断控制器的设备的interrupts属性的cell大小。
在整个Device Tree中，与中断相关的属性还包括：
- interrupt-parent – 设备结点透过它来指定它所依附的中断控制器的phandle，当结点没有指定interrupt-parent 时，则从父级结点继承。对于本例而言，root结点指定了interrupt-parent = <&intc>;其对应于intc: interrupt-controller@10140000，而root结点的子结点并未指定interrupt-parent，所以它们都继承了intc，即位于0x10140000的中断控制器。
- interrupts – 用到了中断的设备结点透过它指定中断号、触发方法等，具体这个属性含有多少个cell，由它依附的中断控制器结点的#interrupt-cells属性决定。而具体每一个cell又是什么含义，通常由驱动的实现决定，并且也会在Device Tree的binding文档中说明。譬如，对于ARM GIC中断控制器而言，#interrupt-cells为3，它3个cell的具体含义
Documentation/devicetree/bindings/arm/gic.txt就有以下文字说明：
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，一个设备还可能用到多个中断号。对于ARM GIC而言，若某设备使用了SPI的16八、169号2个中断，而言都是高电平触发，则该设备结点的interrupts属性可定义为：interrupts = <0 168 4>, <0 169 4>;
除了中断之外，在ARM Linux中clock、GPIO、pinmux均可以透过.dts中的结点和属性进行描述。对于Device Tree中的结点和属性具体是如何来描述设备的硬件细节的，通常须要文档来进行讲解，文档的后缀名通常为.txt。这些文档位于内核的Documentation/devicetree/bindings目录，其下又分为不少子目录。
DTC (device tree compiler)
将.dts编译为.dtb的工具。DTC的源代码位于内核的scripts/dtc目录，在Linux内核使能了Device Tree的状况下，编译内核的时候主机工具dtc会被编译出来，对应scripts/dtc/Makefile中的“hostprogs-y := dtc”这一hostprogs编译target。
在Linux内核的arch/arm/boot/dts/Makefile中，描述了当某种SoC被选中后，哪些.dtb文件会被编译出来，如与VEXPRESS对应的.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，咱们能够单独编译Device Tree文件。当咱们在Linux内核下运行make dtbs时，若咱们以前选择了ARCH_VEXPRESS，上述.dtb都会由对应的.dts编译出来。由于arch/arm/Makefile中含有一个dtbs编译target项目。
Device Tree Blob (.dtb)
.dtb是.dts被DTC编译后的二进制格式的Device Tree描述，可由Linux内核解析。一般在咱们为电路板制做NAND、SD启动image时，会为.dtb文件单独留下一个很小的区域以存放之，以后bootloader在引导kernel的过程当中，会先读取该.dtb到内存。
DTB由三部分组成：头（Header）、结构块（device-tree structure）、字符串块（device-tree string），它的布局结构以下，
Header
在kernelincludelinuxof_fdt.h文件中有相关定义，
device-tree structure
设备树结构块是一个线性化的结构体，是设备树的主体，以节点的形式保存了主板上的设备信息。
在结构块中，以宏OF_DT_BEGIN_NODE标志一个节点的开始，以宏OF_DT_END_NODE标识一个节点的结束，整个结构块以宏OF_DT_END (0x00000009)结束。在kernelincludelinuxof_fdt.h中有相关定义，咱们把这些宏称之为token。
- FDT_BEGIN_NODE (0x00000001)。该token描述了一个node的开始位置，紧挨着该token的就是node name（包括unit address）
- FDT_END_NODE (0x00000002)。该token描述了一个node的结束位置。
- FDT_PROP (0x00000003)。该token描述了一个property的开始位置，该token以后是两个u32的数据，分别是length和name offset。length表示该property value data的size。name offset表示该属性字符串在device tree strings block的偏移值。length和name offset以后就是长度为length具体的属性值数据。
- FDT_NOP (0x00000004)。
- FDT_END (0x00000009)。该token标识了一个DTB的结束位置。
一个节点的结构以下：
- 节点开始标志：通常为OF_DT_BEGIN_NODE（0x00000001）。
- 节点路径或者节点的单元名(version<3以节点路径表示，version>=0x10以节点单元名表示)
- 填充字段（对齐到四字节）
- 节点属性。每一个属性以宏OF_DT_PROP(0x00000003)开始，后面依次为属性值的字节长度(4字节)、属性名称在字符串块中的偏移量(4字节)、属性值和填充（对齐到四字节）。
- 若是存在子节点，则定义子节点。
- 节点结束标志OF_DT_END_NODE(0x00000002)。
device-tree string
经过节点的定义知道节点都有若干属性，而不一样的节点的属性又有大量相同的属性名称，所以将这些属性名称提取出一张表，当节点须要应用某个属性名称时，直接在属性名字段保存该属性名称在字符串块中的偏移量。
memory reserve map
这个区域包括了若干的reserve memory描述符。每一个reserve memory描述符是由address和size组成。其中address和size都是用U64来描述。
有些系统，咱们也许会保留一些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被保留用于ARM和DSP进行信息交互。这些保留内存不会进入内存管理系统。
Bootloader
Uboot mainline 从 v1.1.3开始支持Device Tree，其对ARM的支持则是和ARM内核支持Device Tree同期完成。为了使能Device Tree，须要编译Uboot的时候在config文件中加入
#define CONFIG_OF_LIBFDT
在Uboot中，能够从NAND、SD或者TFTP等任意介质将.dtb读入内存，假设.dtb放入的内存地址为0x71000000，以后可在Uboot运行命令fdt addr命令设置.dtb的地址，如：
U-Boot> fdt addr 0x71000000
fdt的其余命令就变的可使用，如fdt resize、fdt print等。
对于ARM来说，能够透过bootz kernel_addr initrd_address dtb_address的命令来启动内核，即dtb_address做为bootz或者bootm的最后一次参数，第一个参数为内核映像的地址，第二个参数为initrd的地址，若不存在initrd，能够用 -代替。
Device Tree引起的BSP和驱动变动
有了Device Tree后，大量的板级信息都再也不须要，譬如过去常常在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx实施的事情，均可以经过Device Tree转化为统一的标准处理。
注册platform_device，绑定resource，即内存、IRQ等板级信息。
透过Device Tree后，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 };
之类的platform_device代码都再也不须要，其中platform_device会由kernel自动展开。而这些resource实际来源于.dts中设备结点的reg、interrupts属性。典型地，大多数总线都与“simple_bus”兼容，而在SoC对应的machine的.init_machine成员函数中，调用of_platform_bus_probe(NULL, xxx_of_bus_ids, NULL); 便可自动展开全部的platform_device。譬如，假设咱们有个XXX SoC，则可在arch/arm/mach-xxx/的板文件中透过以下方式展开.dts中的设备结点对应的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
注册i2c_board_info，指定IRQ等板级信息。
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 };
之类的i2c_board_info代码，目前再也不须要出现，如今只须要把tlv320aic2三、fm3130、24c64这些设备结点填充做为相应的I2C controller结点的子结点便可，相似于前面的
i2c@1,0 {
compatible = "acme,a1234-i2c-bus";
…
rtc@58 {
compatible = "maxim,ds1338";
reg = <58>;
interrupts = < 7 3 >;
};
};
Device Tree中的I2C client会透过I2C host驱动的probe()函数中调用of_i2c_register_devices(&i2c_dev->adapter); 被自动展开。
注册spi_board_info，指定IRQ等板级信息。
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 };
之类的spi_board_info代码，目前再也不须要出现，与I2C相似，如今只须要把mtd_dataflash之类的结点，做为SPI控制器的子结点便可，SPI host驱动的probe函数透过spi_register_master()注册master的时候，会自动展开依附于它的slave。
多个针对不一样电路板的machine，以及相关的callback。
过去，ARM Linux针对不一样的电路板会创建由MACHINE_START和MACHINE_END包围起来的针对这个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
这些不一样的machine会有不一样的MACHINE ID，Uboot在启动Linux内核时会将MACHINE ID存放在r1寄存器，Linux启动时会匹配Bootloader传递的MACHINE ID和MACHINE_START声明的MACHINE ID，而后执行相应machine的一系列初始化函数。
引入Device Tree以后，MACHINE_START变动为DT_MACHINE_START，其中含有一个.dt_compat成员，用于代表相关的machine与.dts中root结点的compatible属性兼容关系。若是Bootloader传递给内核的Device Tree中root结点的compatible属性出如今某machine的.dt_compat表中，相关的machine就与对应的Device Tree匹配，从而引起这一machine的一系列初始化函数被执行。
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倡导针对多个SoC、多个电路板的通用DT machine，即一个DT machine的.dt_compat表含多个电路板.dts文件的root结点compatible属性字符串。以后，若是的电路板的初始化序列不同，能够透过int of_machine_is_compatible(const char *compat) API判断具体的电路板是什么。
譬如arch/arm/mach-exynos/mach-exynos5-dt.c的EXYNOS5_DT machine同时兼容 "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成员函数就针对不一样的machine进行了不一样的分支处理：
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后，驱动须要与.dts中描述的设备结点进行匹配，从而引起驱动的probe()函数执行。对于platform_driver而言，须要添加一个OF匹配表，如前文的.dts文件的"acme,a1234-i2c-bus"兼容I2C控制器结点的OF匹配表能够是：
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);
对于I2C和SPI从设备而言，一样也能够透过of_match_table添加匹配的.dts中的相关结点的compatible属性，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 };
不过这边有一点须要提醒的是，I2C和SPI外设驱动和Device Tree中设备结点的compatible 属性还有一种弱式匹配方法，就是别名匹配。compatible 属性的组织形式为<manufacturer>,<model>，别名其实就是去掉compatible 属性中逗号前的manufacturer前缀。关于这一点，可查看drivers/spi/spi.c的源代码，函数spi_match_device()暴露了更多的细节，若是别名出如今设备spi_driver的id_table里面，或者别名与spi_driver的name字段相同，SPI设备和驱动均可以匹配上：
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的函数及相关数据结构
machine_desc结构
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 *);
};
内核将机器信息记录为machine_desc结构体（该定义在/arch/arm/include/asm/mach/arch.h），并保存在_arch_info_begin到_arch_info_end之间（_arch_info_begin，_arch_info_end为虚拟地址，是编译内核时指定的，此时mmu还未进行初始化。它其实经过汇编完成地址偏移操做）
machine_desc结构体用宏MACHINE_START进行定义，通常在/arch/arm/子目录，与板级相关的文件中进行成员函数及变量的赋值。由linker将machine_desc汇集在.arch.info.init节区造成列表。
bootloader引导内核时，ARM寄存器r2会将.dtb的首地址传给内核，内核根据该地址，解析.dtb中根节点的compatible属性，将该属性与内核中预先定义machine_desc结构体的dt_compat成员作匹配，获得最匹配的一个machine_desc。
在代码中，内核经过在start_kernel->setup_arch中调用setup_machine_fdt来实现上述功能，该函数的具体实现可参见/arch/arm/kernel/devtree.c。
设备节点结构体
struct device_node {
const char *name; // 设备名称
const char *type; // 设备类型
phandle phandle;
const char *full_name; // 设备全称，包括父设备名
struct property *properties; // 设备属性链表
struct property *deadprops; /* removed properties */
struct device_node *parent; // 指向父节点
struct device_node *child; // 指向子节点
struct device_node *sibling; // 指向兄弟节点
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
};
记录节点信息的结构体。.dtb通过解析以后将以device_node列表的形式存储节点信息。
属性结构体
struct property {
char *name; // 属性名
int length; // 属性值长度
void *value; // 属性值
struct property *next; // 指向下一个属性
unsigned long _flags; // 标志
unsigned int unique_id;
};
device_node结构体中的成员结构体，用于描述节点属性信息。
uboot下的相关结构体
首先咱们看下uboot用于记录os、initrd、fdt信息的数据结构bootm_headers，其定义在/include/image.h中，这边截取了其中与dtb相关的一小部分。
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设备树镜像的头。
lmb为uboot下的一种内存管理机制，全称为logical memory blocks。用于管理镜像的内存。lmb所记录的内存信息最终会传递给kernel。这里对lmb不作展开描述。在/include/lmb.h和/lib/lmb.c中有对lmb的接口和定义的具体描述。有兴趣的读者能够看下，所包含的代码量很少。
DTB加载及解析过程
UBoot处理
先从uboot里的do_bootm出发，根据以前描述，DTB在内存中的地址经过bootm命令进行传递。在bootm中，它会根据所传进来的DTB地址，对DTB所在内存作一系列操做，为内核解析DTB提供保证。上图为对应的函数调用关系图。
在do_bootm中，主要调用函数为do_bootm_states，第四个参数为bootm所要处理的阶段和状态。
在do_bootm_states中，bootm_start会对lmb进行初始化操做，lmb所管理的物理内存块有三种方式获取。起始地址，优先级从上往下：
- 环境变量“bootm_low”
- 宏CONFIG_SYS_SDRAM_BASE（在tegra124中为0x80000000）
- gd->bd->bi_dram[0].start
大小：
- 环境变量“bootm_size”
- gd->bd->bi_dram[0].size
通过初始化以后，这块内存就归lmb所管辖。接着，调用bootm_find_os进行kernel镜像的相关操做，这里不具体阐述。
还记得以前讲过bootm的三个参数么，第一个参数内核地址已经被bootm_find_os处理，而接下来的两个参数会在bootm_find_other中执行操做。
- 首先，
bootm_find_other根据第二个参数找到ramdisk的地址，获得ramdisk的镜像；而后根据第三个参数获得DTB镜像，同检查kernel和ramdisk镜像同样，检查DTB镜像也会进行一系列的校验工做，若是校验错误，将没法正常启动内核。另外，uboot在确认DTB镜像无误以后，会将该地址保存在环境变量“fdtaddr”中。 -
接着，uboot会把DTB镜像reload一次，使得DTB镜像所在的物理内存归lmb所管理：
-
boot_fdt_add_mem_rsv_regions会将原先的内存DTB镜像所在的内存置为reserve，保证该段内存不会被其余非法使用，保证接下来的reload数据是正确的； -
boot_relocate_fdt会在bootmap区域中申请一块未被使用的内存，接着将DTB镜像内容复制到这块区域（即归lmb所管理的区域）
-
注：若环境变量中，指定“fdt_high”参数，则会根据该值，调用lmb_alloc_base函数来分配DTB镜像reload的地址空间。若分配失败，则会中止bootm操做。于是，不建议设置fdt_high参数。
接下来，do_bootm会根据内核的类型调用对应的启动函数。与linux对应的是do_bootm_linux。
- boot_prep_linux：为启动后的kernel准备参数
-
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的片断代码，能够看出：若使用DTB，则原先用来存储ATAG的寄存器R2，将会用来存储.dtb镜像地址。boot_jump_linux最后将调用kernel_entry，将.dtb镜像地址传给内核。
内核处理
在arch/arm/kernel/head.S中，有这样一段：
/*
* r1 = machine no, r2 = atags or dtb,
* r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
*/
bl __vet_atags
_vet_atags定义在/arch/arm/kernel/head-common.S中，它主要对DTB镜像作了一个简单的校验。
__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)
真正解析处理dbt的开始部分，是setup_arch->setup_machine_fdt。
如图，是setup_machine_fdt中的解析过程。
- 解析chosen节点将对
boot_command_line进行初始化。 - 解析根节点的{size，address}将对
dt_root_size_cells，dt_root_addr_cells进行初始化。为以后解析memory等其余节点提供依据。 - 解析memory节点，将会把节点中描述的内存，加入memory的bank。为以后的内存初始化提供条件。
解析设备树在函数unflatten_device_tree中完成，它将.dtb解析成device_node结构，并构成单项链表，以供OF的API接口使用。
下面主要结合代码分析：/drivers/of/fdt.c
void __init unflatten_device_tree(void)
{
/* 解析设备树，将全部的设备节点链如全局链表 of_allnodes 中 */
__unflatten_device_tree(initial_boot_params, &of_allnodes,
early_init_dt_alloc_memory_arch);
/* 设置内核输出终端，以及遍历“aliases”节点下的全部属性，加入相应链表 */
/* 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;
......
/* 检查设备树 magic */
if (be32_to_cpu(blob->magic) != OF_DT_HEADER) {
pr_err("Invalid device tree blob header\n");
return;
}
/* 找到设备树的设备节点起始地址 *//
start = 0;
/* 第一次调用mem传0，allnextpp传NULL，其实是为了计算整个设备树所要的空间 */
size = (unsigned long)unflatten_dt_node(blob, 0, &start, NULL, NULL, 0);
size = ALIGN(size, 4);
pr_debug(" size is %lx, allocating...\n", size);
/* 调用early_init_dt_alloc_memory_arch函数，为设备树分配内存空间 */
mem = dt_alloc(size + 4, __alignof__(struct device_node));
memset(mem, 0, size);
/* 设备树结束处赋值0xdeadbeef，为了后面检查是否有数据溢出 */
*(__be32 *)(mem + size) = cpu_to_be32(0xdeadbeef);
pr_debug(" unflattening %p...\n", mem);
/* 再次获取设备树的设备节点起始地址 */
start = 0;
/* mem为设备树分配的内存空间，allnextp指向全局变量of_allnodes，生成整个设备树 */
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)
{
......
/* 得到节点名或节点路径名 */
pathp = fdt_get_name(blob, *poffset, &l);
if (!pathp)
return mem;
allocl = l++; // 节点名称的长度
/* 若是是节点名则进入，如果节点路径名则(*pathp) == '/' */
if ((*pathp) != '/') {
new_format = 1;
if (fpsize == 0) {
......
} else {
fpsize += l; // 待分配的长度=本节点名称长度+父亲节点绝对路径的长度
allocl = fpsize;
}
}
/* 分配一个设备节点结构device_node，mem记录了分配空间大小，最终会累加，计算出该设备树总共分配的空间 */
np = unflatten_dt_alloc(&mem, sizeof(struct device_node) + allocl,
__alignof__(struct device_node));
/* 第一次调用unflatten_dt_alloc时，allnextpp=NULL。第二次时， allnextpp指向全局变量of_allnodes */
if (allnextpp) {
char *fn;
np->full_name = fn = ((char *)np) + sizeof(*np); // full_name保存完整节点名，包括各级父节点
/* 若new_format=1，表示pathp保存的是节点名，不是路径名，因此须要加上父节点名称 */
if (new_format) {
if (dad && dad->parent) {
strcpy(fn, dad->full_name); // 拷贝父节点绝对路径
fn += strlen(fn);
}
*(fn++) = '/';
}
memcpy(fn, pathp, l); // 拷贝本节点名称
prev_pp = &np->properties; // prev_pp指向节点的属性链表
**allnextpp = np;
*allnextpp = &np->allnext;
/* 若父节点不为空，则设置该节点的parent */
if (dad != NULL) {
np->parent = dad; // 指向父节点
if (dad->next == NULL)
dad->child = np; // child指向第一个孩子
else
dad->next->sibling = np; // 把np插入next，这样子节点造成链表
dad->next = np;
}
kref_init(&np->kref);
}
/* 处理该节点的属性 */
for (offset = fdt_first_property_offset(blob, *poffset);
(offset >= 0);
(offset = fdt_next_property_offset(blob, offset))) {
......
/* 获取属性名称 */
if (!(p = fdt_getprop_by_offset(blob, offset, &pname, &sz))) {
offset = -FDT_ERR_INTERNAL;
break;
}
......
/* 是否有名称为name的属性 */
if (strcmp(pname, "name") == 0)
has_name = 1;
/* 为该属性分配一个属性结构，即struct property */
pp = unflatten_dt_alloc(&mem, sizeof(struct property),
__alignof__(struct property));
if (allnextpp) {
......
pp->name = (char *)pname; // 属性名
pp->length = sz; // 属性值长度
pp->value = (__be32 *)p; // 属性值
*prev_pp = pp; // 将属性插入该节点的属性链表
prev_pp = &pp->next;
}
}
/* 若是该节点没有“name”的属性，则生成一个name属性，插入到该节点的属性链表 */
if (!has_name) {
......
}
/* allnextpp被设置时，构建np */
if (allnextpp) {
......
}
old_depth = depth;
*poffset = fdt_next_node(blob, *poffset, &depth);
if (depth < 0)
depth = 0;
/* 遍历子节点 */
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;
/* 根据全局链表of_allnodes，查找"/chosen"或"/chosen@0"节点，赋值给全局变量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，则查找"linux,stdout-path"，该属性为标准终端设备节点路径名，内核以此作为默认终端 */
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"节点，赋值给全局变量of_aliases */
of_aliases = of_find_node_by_path("/aliases");
if (!of_aliases)
return;
/* 遍历of_aliases下的全部属性 */
for_each_property_of_node(of_aliases, pp) {
......
/* 跳过一些属性 */
if (!strcmp(pp->name, "name") ||
!strcmp(pp->name, "phandle") ||
!strcmp(pp->name, "linux,phandle"))
continue;
/* 根据属性找到对应的设备节点 */
np = of_find_node_by_path(pp->value);
if (!np)
continue;
/* 去除属性名中尾部的数字，即设备id */
while (isdigit(*(end-1)) && end > start)
end--;
len = end - start;
/* 将属性名中尾部的数字转化为十进制数，作为设备id号 */
if (kstrtoint(end, 10, &id) < 0)
continue;
/* 分配alias_prop结构 */
ap = dt_alloc(sizeof(*ap) + len + 1, 4);
if (!ap)
continue;
memset(ap, 0, sizeof(*ap) + len + 1);
ap->alias = start;
/* 将该设备的alias指向对应的device_node，而且链入aliases_lookup链表中 */
of_alias_add(ap, np, id, start, len);
}
}
总的概括为：
- kernel入口处获取到uboot传过来的.dtb镜像的基地址
- 经过early_init_dt_scan()函数来获取kernel初始化时须要的bootargs和cmd_line等系统引导参数。
- 调用unflatten_device_tree函数来解析dtb文件，构建一个由device_node结构链接而成的单向链表，并使用全局变量of_allnodes保存这个链表的头指针。
- 内核调用OF的API接口，获取of_allnodes链表信息来初始化内核其余子系统、设备等。
经常使用OF API
在Linux的BSP和驱动代码中，还常常会使用到Linux中一组Device Tree的API,这些API一般被冠以of_前缀，它们的实现代码位于内核的drivers/of目录。这些经常使用的API包括：
int of_device_is_compatible(const struct device_node device,const char compat);
判断设备结点的compatible 属性是否包含compat指定的字符串。当一个驱动支持2个或多个设备的时候，这些不一样.dts文件中设备的compatible 属性都会进入驱动 OF匹配表。所以驱动能够透过Bootloader传递给内核的Device Tree中的真正结点的compatible 属性以肯定到底是哪种设备，从而根据不一样的设备类型进行不一样的处理。如drivers/pinctrl/pinctrl-sirf.c即兼容于"sirf,prima2-pinctrl"，又兼容于"sirf,prima2-pinctrl"，在驱动中就有相应分支处理：
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);
根据compatible属性，得到设备结点。遍历Device Tree中全部的设备结点，看看哪一个结点的类型、compatible属性与本函数的输入参数匹配，大多数状况下，from、type为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);
读取设备结点np的属性名为propname，类型为八、1六、3二、64位整型数组的属性。对于32位处理器来说，最经常使用的是of_property_read_u32_array()。如在arch/arm/mm/cache-l2x0.c中，透过以下语句读取L2 cache的"arm,data-latency"属性：
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"属性的L2 cache结点以下：
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 }
有些状况下，整形属性的长度可能为1，因而内核为了方便调用者，又在上述API的基础上封装出了更加简单的读单一整形属性的API，它们为int of_property_read_u8()、of_property_read_u16()等，实现于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);**
前者读取字符串属性，后者读取字符串数组属性中的第index个字符串。如drivers/clk/clk.c中的of_clk_get_parent_name()透过of_property_read_string_index()遍历clkspec结点的全部"clock-output-names"字符串数组属性。
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);
若是设备结点np含有propname属性，则返回true，不然返回false。通常用于检查空属性是否存在。
void __iomem of_iomap(struct device_node node, int index);
经过设备结点直接进行设备内存区间的 ioremap()，index是内存段的索引。若设备结点的reg属性有多段，可经过index标示要ioremap的是哪一段，只有1段的状况，index为0。采用Device Tree后，大量的设备驱动经过of_iomap()进行映射，而再也不经过传统的ioremap。
unsigned int irq_of_parse_and_map(struct device_node *dev, int index);
透过Device Tree或者设备的中断号，其实是从.dts中的interrupts属性解析出中断号。若设备使用了多个中断，index指定中断的索引号。
还有一些OF API，这里不一一列举，具体可参考include/linux/of.h头文件。
总结
ARM社区一向充斥的大量垃圾代码致使Linus盛怒，所以社区在2011年到2012年进行了大量的工做。ARM Linux开始围绕Device Tree展开，Device Tree有本身的独立的语法，它的源文件为.dts，编译后获得.dtb，Bootloader在引导Linux内核的时候会将.dtb地址告知内核。以后内核会展开Device Tree并建立和注册相关的设备，所以arch/arm/mach-xxx和arch/arm/plat-xxx中大量的用于注册platform、I2C、SPI板级信息的代码被删除，而驱动也以新的方式和.dts中定义的设备结点进行匹配。
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