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这一课是设备树中最重要的一课。 前面我们从内核文档了解到，对于设备树，它里面描述的信息可以分为这三部分： Linux uses DT data for three major purposes: 1) platform identification, 2) runtime configuration, and 3) device population. 事实上，内核对设备树的处理，也会分为与其对应的三部分： 对于platform identification，将在第02节_对设备树中平台信息的处理(选择machine_desc)进行分析； 对于runtime configuration，将在第03节_对设备树中运行时配置信息的处理进行分析； 对于device population，将在第04-06节进行分析；

第01节_从源头分析_内核head.S对dtb的简单处理

现在我们开始第一节，我们要从源头分析，uboot将一些参数，设备树文件传给内核，那么内核如何处理这些设备树文件呢？ 我们需要从内核的第一个执行文件head.S开始分析。

r0,r1,r2三个寄存器的设置

bootloader启动内核时,会设置r0,r1,r2三个寄存器,

r0一般设置为0； r1一般设置为machine id (在使用设备树时该参数没有被使用)； r2一般设置ATAGS或DTB的开始地址；

这里的machine id，是让内核知道是哪个CPU，从而调用对应的初始化函数。 以前没有使用设备树时，需要bootloader传一个machine id给内核，现在使用设备树的话，这个参数就不需要设置了。 r2要么是以前的ATAGS开始地址，要么是现在使用设备树后的DTB文件开始地址。 对于ATAGS传参方法, 可以参考我们的”毕业班视频-自己写bootloader” 从www.100ask.net下载页面打开百度网盘, 打开如下目录: 100ask分享的所有文件 006_u-boot_内核_根文件系统(新1期_2期间的衔接) 视频 第002课_从0写bootloader_更深刻理解bootloader

head.S的内容

内核head.S所做工作如下： a. __lookup_processor_type : 使用汇编指令读取CPU ID, 根据该ID找到对应的proc_info_list结构体(里面含有这类CPU的初始化函数、信息) b. __vet_atags : 判断是否存在可用的ATAGS或DTB c. __create_page_tables : 创建页表, 即创建虚拟地址和物理地址的映射关系 d. __enable_mmu : 使能MMU, 以后就要使用虚拟地址了 e. __mmap_switched : 上述函数里将会调用__mmap_switched f. 把bootloader传入的r2参数, 保存到变量__atags_pointer中 g. 调用C函数start_kernel

##最终效果 head.S和head-common.S最终效果： 把bootloader传来的r1值, 赋给了C变量: __machine_arch_type 把bootloader传来的r2值,

第02节_对设备树中平台信息的处理(选择machine_desc)

这节讲解内核对设备树中平台设备信息是如何处理的。

内核是如何选择对应的machine_desc?

前面讲解到，一个编译成uImage的内核镜像文件，可以支持多个单板，这里假设支持smdk2410、smdk2440、jz2440(其中smdk2410、smdk2440是厂家的公板，国内的厂家参考公板设计出了自己的板子，比如jz2440)。

这些板子的配置稍有不同，需要做一些单独的初始化，在内核里面，对于这些单板，都构造了一个machine_desc结构体，里面有.init和.nr。 对于JZ2440，它源自smdk2440，内核没有它的单独文件，它使用smdk2440的相关文件，代码。 在上一节视频里面我们说过，以前uboot使用ATAGS给内核传参数时，它会传入一个机器ID，内核会使用这个机器ID找到最合适的machine_desc。即机器ID与machine_desc里面的.nr比较，相等就表示找到了对应的machine_desc。 当我们的uboot不使用ATAGS传参数，而使用DTB文件时，那么这时内核是如何选择对应的machine_desc呢？ 在设备树文件的根节点里，有如下两行：

	model = "SMDK24440";
	compatible = "samsung,smdk2440"，"samsung,smdk24140"，"samsung,smdk24xx";

这里的compatible属性声明想要什么machine_desc，属性值可以是一系列字符串，依次与machine_desc匹配。 内核最好支持samsung,smdk2440，如果不支持，再尝试是否支持samsung,smdk24140，再不支持，最后尝试samsung,smdk24xx</code

• 总结如下： a. 设备树根节点的compatible属性列出了一系列的字符串,     表示它兼容的单板名，从”最兼容”到次之；

b. 内核中有多个machine_desc,     其中有dt_compat成员, 它指向一个字符串数组, 里面表示该machine_desc支持哪些单板；

c. 使用compatile属性的值, 跟’'’每一个machine_desc.dt_compat’'’比较,     成绩为”吻合的compatile属性值的位置”,     成绩越低越匹配, 对应的machine_desc即被选中

start_kernel的调用过程

上节视频里，head.S会把DTB的位置保存在变量__atags_pointer里，最后调用start_kernel。 start_kernel的调用过程如下：

start_kernel // init/main.c
    setup_arch(&command_line);  // arch/arm/kernel/setup.c
        mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);  // arch/arm/kernel/devtree.c
                    early_init_dt_verify(phys_to_virt(dt_phys)  // 判断是否有效的dtb, drivers/of/ftd.c
                                    initial_boot_params = params;
                    mdesc = of_flat_dt_match_machine(mdesc_best, arch_get_next_mach);  // 找到最匹配的machine_desc, drivers/of/ftd.c
                                    while ((data = get_next_compat(&compat))) {
                                        score = of_flat_dt_match(dt_root, compat);
                                        if (score > 0 && score < best_score) {
                                            best_data = data;
                                            best_score = score;
                                        }
                                    }
                    
        machine_desc = mdesc;

第03节_对设备树中运行时配置信息的处理

设备树只是起一个信息传递的作用，对这些信息配置的处理，也比较简单，即从设备树的DTB文件中，把这些设备信息提取出来赋给内核中的某个变量即可。

函数调用过程如下:

start_kernel // init/main.c
    setup_arch(&command_line);  // arch/arm/kernel/setup.c
        mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);  // arch/arm/kernel/devtree.c
                    early_init_dt_scan_nodes();      // drivers/of/ftd.c
                        /* Retrieve various information from the /chosen node */
                        of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_chosen, boot_command_line);

                        /* Initialize {size,address}-cells info */
                        of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_root, NULL);

                        /* Setup memory, calling early_init_dt_add_memory_arch */
                        of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_memory, NULL);

里面主要对三种类型的信息进行处理，分别是：/chosen节点中 bootargs属性，根节点的 #address-cells 和 #size-cells属性，/memory中的 reg属性。

1./chosen节点中bootargs属性就是内核启动的命令行参数，它里面可以指定根文件系统在哪里，第一个运行的应用程序是哪一个，指定内核的打印信息从哪个设备里打印出来。

2./memory中的reg属性指定了不同板子内存的大小和起始地址。

3.根节点的#address-cells和#size-cells属性指定属性参数的位数，比如指定前面memory中的reg属性的地址是32位还是64位，大小是用一个32位表示，还是两个32位表示。

• 总结： a. /chosen节点中bootargs属性的值, 存入全局变量： boot_command_line b. 确定根节点的这2个属性的值: #address-cells, #size-cells      存入全局变量: dt_root_addr_cells, dt_root_size_cells c. 解析/memory中的reg属性, 提取出”base, size”, 最终调用memblock_add(base, size);

第04节_dtb转换为device_node(unflatten)

在讲解之前，我们先想一个问题，我们的uboot把设备树DTB文件随便放到内存的某一个地方就可以使用，为什么内核运行中，他不会去覆盖DTB所占用的那块内存呢？ 在前面我们讲解设备树格式时，我们知道，在设备树文件中，可以使用/memreserve/指定一块内存，这块内存就是保留的内存，内核不会占用它。即使你没有指定这块内存，当我们内核启动时，他也会把设备树所占用的区域保留下来。 如下就是函数调用过程:

start_kernel // init/main.c
    setup_arch(&command_line);  // arch/arm/kernel/setup.c
        arm_memblock_init(mdesc);   // arch/arm/kernel/setup.c
            early_init_fdt_reserve_self();
                    /* Reserve the dtb region */
                    // 把DTB所占区域保留下来, 即调用: memblock_reserve
                    early_init_dt_reserve_memory_arch(__pa(initial_boot_params),
                                      fdt_totalsize(initial_boot_params),
                                      0);           
            early_init_fdt_scan_reserved_mem();  // 根据dtb中的memreserve信息, 调用memblock_reserve
            
        unflatten_device_tree();    // arch/arm/kernel/setup.c
            __unflatten_device_tree(initial_boot_params, NULL, &of_root,
                        early_init_dt_alloc_memory_arch, false);            // drivers/of/fdt.c
                
                /* First pass, scan for size */
                size = unflatten_dt_nodes(blob, NULL, dad, NULL);
                
                /* Allocate memory for the expanded device tree */
                mem = dt_alloc(size + 4, __alignof__(struct device_node));
                
                /* Second pass, do actual unflattening */
                unflatten_dt_nodes(blob, mem, dad, mynodes);
                    populate_node
                        np = unflatten_dt_alloc(mem, sizeof(struct device_node) + allocl,
                                    __alignof__(struct device_node));
                        
                        np->full_name = fn = ((char *)np) + sizeof(*np);
                        
                        populate_properties
                                pp = unflatten_dt_alloc(mem, sizeof(struct property),
                                            __alignof__(struct property));
                            
                                pp->name   = (char *)pname;
                                pp->length = sz;
                                pp->value  = (__be32 *)val;

可以看到，先把dtb中的memreserve信息告诉内核，把这块内存区域保留下来，不占用它。

然后将扁平结构的设备树提取出来，构造成一个树，这里涉及两个结构体：device_node结构体和property结构体。弄清楚这两个结构体就大概明白这节视频的主要内容了。

在dts文件里，每个大括号{ }代表一个节点，比如根节点里有个大括号，对应一个device_node结构体；memory也有一个大括号，也对应一个device_node结构体。 节点里面有各种属性，也可能里面还有子节点，所以它们还有一些父子关系。 根节点下的memory、chosen、led等节点是并列关系，兄弟关系。 对于父子关系、兄弟关系，在device_node结构体里面肯定有成员来描述这些关系。

打开include/linux/Of.h可以看到device_node结构体的定义如下：

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