[转] Linux 3.10 ARM Device Tree 的初始化
本文代码均来自标准 linux kernel 3.10，可以到这里下载 https://www.kernel.org/
以 arch/arm/mach-msm/board-dt-8960.c 为例，在该文件中的 msm_dt_init 函数的作用就是利用 dt（device tree）结构初始化 platform device。
static void __init msm_dt_init(void)
{
of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table, NULL, NULL);
}
of_platform_populate 实现在 drivers/of/platform.c，是 OF 的标准函数。
int of_platform_populate(struct device_node *root,
const struct of_device_id *matches,
const struct of_dev_auxdata *lookup,
struct device *parent)
{
struct device_node *child;
int rc = 0;
root = root ? of_node_get(root) : of_find_node_by_path("/");
if (!root)
return -EINVAL;
for_each_child_of_node(root, child) {
rc = of_platform_bus_create(child, matches, lookup, parent, true);
if (rc)
break;
}
of_node_put(root);
return rc;
}
其中of_platform_populate 函数的注释写得很明白：“Populate platform_devices from device tree data”。但是这个“device tree data”又是从那里来的呢？
在 of_platform_populate 中如果 root 为 NULL，则将 root 赋值为根节点，这个根节点是用 of_find_node_by_path 取到的。
struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path)
{
struct device_node *np = of_allnodes;
unsigned long flags;
raw_spin_lock_irqsave(&devtree_lock, flags);
for (; np; np = np->allnext) {
if (np->full_name && (of_node_cmp(np->full_name, path) == 0)
&& of_node_get(np))
break;
}
raw_spin_unlock_irqrestore(&devtree_lock, flags);
return np;
}
在这个函数中有一个很关键的全局变量：of_allnodes，它的定义是在 drivers/of/base.c 里面。
struct device_node *of_allnodes;
这应该所就是那个所谓的“device tree data”了。它应该指向了 device tree 的根节点。问题又来了，这个 of_allnodes 又是咋来的呢？
既然如此，我们来看看 kernel 初始化的代码（init/main.c），大部分代码与本主题无关用 ... 代替。
asmlinkage void __init start_kernel(void)
{
...
setup_arch(&command_line);
...
}
这个 setup_arch 就是各个架构自己的设置函数（arch 是 architecture 的缩写），哪个参与了编译就调用哪个，在本文中应当是 arch/arm/kernel/setup.c 中的 setup_arch。
同样，无关的代码以 ... 代替。
void __init setup_arch(char **cmdline_p)
{
...
mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);
...
unflatten_device_tree();
...
}
看到了吧，setup_machine_fdt，其中 fdt 的 f 就是扁平（flat） 的意思。这个时候 DTB 只是加载到内存中的 .dtb 文件而已，这个文件中不仅包含数据结构，还包含了一些文件头等信息，kernel 需要从这些信息中获取到数据结构相关的信息，然后再生成设备树。这个函数的调用还有个参数 __atags_pointer，看名字似乎这是一个指针，干 嘛的呢？以后再说，先进入函数看看。
/* kernel/arch/arm/kernel/devtree.c */
struct machine_desc * __init setup_machine_fdt(unsigned int dt_phys)
{
...
devtree = phys_to_virt(dt_phys);
...
initial_boot_params = devtree;
...
}
现在有点意思了，phys_to_virt 字面上的意思是物理地址转换成虚拟地址，那就是说 __atags_pointer 是一个物理地址，这就印证了我们的猜测，__atags_pointer 的确是一个指针，再看变量 devtree 它指向了一个 struct boot_param_header 结构体。随后 kernel 把这个指针赋给了全局变量 initial_boot_params。也就是说以后 kernel 会是用这个指针指向的数据去初始化 device tree。
struct boot_param_header {
__be32 magic; /* magic word OF_DT_HEADER */
__be32 totalsize; /* total size of DT block */
__be32 off_dt_struct; /* offset to structure */
__be32 off_dt_strings; /* offset to strings */
__be32 off_mem_rsvmap; /* offset to memory reserve map */
__be32 version; /* format version */
__be32 last_comp_version; /* last compatible version */
/* version 2 fields below */
__be32 boot_cpuid_phys; /* Physical CPU id we're booting on */
/* version 3 fields below */
__be32 dt_strings_size; /* size of the DT strings block */
/* version 17 fields below */
__be32 dt_struct_size; /* size of the DT structure block */
};
看这个结构体，很像之前所说的文件头，有魔数、大小、数据结构偏移量、版本等等，kernel 就应该通过这个结构获取数据，并最终生成设备树。现在回到 setup_arch，果然在随后的代码中有这么一个函数
/* kernel/drivers/of/fdt.c */
void __init unflatten_device_tree(void)
{
__unflatten_device_tree(initial_boot_params, &of_allnodes,
early_init_dt_alloc_memory_arch);
...
}
看见了吧，of_allnodes 就是在这里赋值的，device tree 也是在这里建立完成的。__unflatten_device_tree 函数我们就不去深究了，推测其功能应该就是解析数据、申请内存、填充结构等等。
到此为止，device tree 的初始化就算完成了，在以后的启动过程中，kernel 就会依据这个 dt 来初始化各个设备。但是还有一个小问题，那就是在 setup_arch 函数中 __atags_pointer 从何而来。全局搜索这个变量，结构在 arch/arm/kernel/head-common.S 中发现了它的踪迹。
#define ATAG_CORE 0x54410001
...
__mmap_switched:
adr r3, __mmap_switched_data
ldmia {r4, r5, r6, r7}
...
THUMB( ldr sp, [r3, #16] )
...
str r2, [r6] @ Save atags pointer
...
__mmap_switched_data:
...
.long __atags_pointer @ r6
...
arm 汇编不懂，大概能看出来给 __atags_pointer 赋值的过程（‘@’之后是注释）。