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【转】 ARM Linux 3.x的设备树（Device Tree）

2013-08-28 18:00 363 查看

1.ARMDeviceTree起源

/article/2757027.html

LinusTorvalds在2011年3月17日的ARMLinux邮件列表宣称“thiswholeARMthingisaf*ckingpainintheass”，引发ARMLinux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ARMLinux中，arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx中充斥着大量的垃圾代码，相当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讲，不过是垃圾，如板上的platform设备、resource、i2c_board_info、spi_board_info以及各种硬件的platform_data。读者有兴趣可以统计下常见的s3c2410、s3c6410等板级目录，代码量在数万行。
社区必须改变这种局面，于是PowerPC等其他体系架构下已经使用的FlattenedDeviceTree（FDT）进入ARM社区的视野。DeviceTree是一种描述硬件的数据结构，它起源于OpenFirmware(OF)。在Linux2.6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DeviceTree后，许多硬件的细节可以直接透过它传递给Linux，而不再需要在kernel中进行大量的冗余编码。
DeviceTree由一系列被命名的结点（node）和属性（property）组成，而结点本身可包含子结点。所谓属性，其实就是成对出现的name和value。在DeviceTree中，可描述的信息包括（原先这些信息大多被hardcode到kernel中）：

CPU的数量和类别

内存基地址和大小

总线和桥

外设连接

中断控制器和中断使用情况

GPIO控制器和GPIO使用情况

Clock控制器和Clock使用情况

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，然后内核可以识别这棵树，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。

2.DeviceTree组成和结构

整个DeviceTree牵涉面比较广，即增加了新的用于描述设备硬件信息的文本格式，又增加了编译这一文本的工具，同时Bootloader也需要支持将编译后的DeviceTree传递给Linux内核。

DTS(devicetreesource)

.dts文件是一种ASCII文本格式的DeviceTree描述，此文本格式非常人性化，适合人类的阅读习惯。基本上，在ARMLinux在，一个.dts文件对应一个ARM的machine，一般放置在内核的arch/arm/boot/dts/目录。由于一个SoC可能对应多个machine（一个SoC可以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共同的部分一般提炼为.dtsi，类似于C语言的头文件。其他的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有如下一行：
/include/"vexpress-v2m.dtsi"
当然，和C语言的头文件类似，.dtsi也可以include其他的.dtsi，譬如几乎所有的ARMSoC的.dtsi都引用了skeleton.dtsi。
.dts（或者其include的.dtsi）基本元素即为前文所述的结点和属性：

[plain]viewplaincopyprint?

/{

node1{

a-string-property="Astring";

a-string-list-property="firststring","secondstring";

a-byte-data-property=[0x010x230x340x56];

child-node1{

first-child-property;

second-child-property=<1>;

a-string-property="Hello,world";

};

child-node2{

};

};

node2{

an-empty-property;

a-cell-property=<1234>;/*eachnumber(cell)isauint32*/

child-node1{

};

};

};

上述.dts文件并没有什么真实的用途，但它基本表征了一个DeviceTree源文件的结构：
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"。
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的配置如下：
1个双核ARMCortex-A932位处理器；
ARM的localbus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externalbus桥；
Externalbus桥上又连接了SMCSMC91111Ethernet（位于0x10100000）、I2C控制器（位于0x10160000）、64MBNORFlash（位于0x30000000）；
Externalbus桥上连接的I2C控制器所对应的I2C总线上又连接了MaximDS1338实时钟（I2C地址为0x58）。
其对应的.dts文件为：

[plain]viewplaincopyprint?

/{

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=<0x101f00000x1000>;

interrupts=<10>;

};

serial@101f2000{

compatible="arm,pl011";

reg=<0x101f20000x1000>;

interrupts=<20>;

};

gpio@101f3000{

compatible="arm,pl061";

reg=<0x101f30000x1000

0x101f40000x0010>;

interrupts=<30>;

};

intc:interrupt-controller@10140000{

compatible="arm,pl190";

reg=<0x101400000x1000>;

interrupt-controller;

#interrupt-cells=<2>;

};

spi@10115000{

compatible="arm,pl022";

reg=<0x101150000x1000>;

interrupts=<40>;

};

external-bus{

#address-cells=<2>

#size-cells=<1>;

ranges=<000x101000000x10000//Chipselect1,Ethernet

100x101600000x10000//Chipselect2,i2ccontroller

200x300000000x1000000>;//Chipselect3,NORFlash

ethernet@0,0{

compatible="smc,smc91c111";

reg=<000x1000>;

interrupts=<52>;

};

i2c@1,0{

compatible="acme,a1234-i2c-bus";

#address-cells=<1>;

#size-cells=<0>;

reg=<100x1000>;

interrupts=<62>;

rtc@58{

compatible="maxim,ds1338";

reg=<58>;

interrupts=<73>;

};

};

flash@2,0{

compatible="samsung,k8f1315ebm","cfi-flash";

reg=<200x4000000>;

};

};

};

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属性即可判断它启动的是什么machine。
在.dts文件的每个设备，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了结点代表的确切设备，形式为"<manufacturer>,<model>"，其后的字符串表征可兼容的其他设备。可以说前面的是特指，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：

[plain]viewplaincopyprint?

flash@0,00000000{

compatible="arm,vexpress-flash","cfi-flash";

reg=<00x000000000x04000000>,

<10x000000000x04000000>;

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。
再比如，FreescaleMPC8349SoC含一个串口设备，它实现了国家半导体（NationalSemiconductor）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代表该设备与NationalSemiconductor的16550UART保持了寄存器兼容。
接下来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，并且二者的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3comEthernet适配器对应的结点name宜为ethernet，而不是3com509。如果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可以一样，只要unit-address不同即可，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地址也经常在其对应结点的reg属性中给出。ePAPR标准给出了结点命名的规范。
可寻址的设备使用如下信息来在DeviceTree中编码地址信息：

reg

#address-cells

#size-cells

其中reg的组织形式为reg=<address1length1[address2length2][address3length3]...>，其中的每一组addresslength表明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）。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。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，于是形成了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=<000x1000>;、reg=<100x1000>;和reg=<200x4000000>;。其中，address字段长度为0，开始的第一个cell（0、1、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>;又作用到了I2C总线上连接的RTC，它的address字段为0x58，是设备的I2C地址。
root结点的子结点描述的是CPU的视图，因此root子结点的address区域就直接位于CPU的memory区域。但是，经过总线桥后的address往往需要经过转换才能对应的CPU的memory映射。external-bus的ranges属性定义了经过external-bus桥后的地址范围如何映射到CPU的memory区域。

[plain]viewplaincopyprint?

ranges=<000x101000000x10000//Chipselect1,Ethernet

100x101600000x10000//Chipselect2,i2ccontroller

200x300000000x1000000>;//Chipselect3,NORFlash

ranges是地址转换表，其中的每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，因此000x101000000x10000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个项目的含义可以类推。
DeviceTree中还可以中断连接信息，对于中断控制器而言，它提供如下属性：
interrupt-controller–这个属性为空，中断控制器应该加上此属性表明自己的身份；
#interrupt-cells–与#address-cells和#size-cells相似，它表明连接此中断控制器的设备的interrupts属性的cell大小。
在整个DeviceTree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，因此它们都继承了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。而具体每个cell又是什么含义，一般由驱动的实现决定，而且也会在DeviceTree的binding文档中说明。譬如，对于ARMGIC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就有如下文字说明：

[plain]viewplaincopyprint?

01The1stcellistheinterrupttype;0forSPIinterrupts,1forPPI

02interrupts.

03

04The2ndcellcontainstheinterruptnumberfortheinterrupttype.

05SPIinterruptsareintherange[0-987].PPIinterruptsareinthe

06range[0-15].

07

08The3rdcellistheflags,encodedasfollows:

09bits[3:0]triggertypeandlevelflags.

101=low-to-highedgetriggered

112=high-to-lowedgetriggered

124=activehighlevel-sensitive

138=activelowlevel-sensitive

14bits[15:8]PPIinterruptcpumask.Eachbitcorrespondstoeachof

15the8possiblecpusattachedtotheGIC.Abitsetto'1'indicated

16theinterruptiswiredtothatCPU.OnlyvalidforPPIinterrupts.

另外，值得注意的是，一个设备还可能用到多个中断号。对于ARMGIC而言，若某设备使用了SPI的168、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=<01684>,<01694>;
除了中断以外，在ARMLinux中clock、GPIO、pinmux都可以透过.dts中的结点和属性进行描述。

DTC(devicetreecompiler)

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DeviceTree的情况下，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：

[plain]viewplaincopyprint?

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，我们可以单独编译DeviceTree文件。当我们在Linux内核下运行makedtbs时，若我们之前选择了ARCH_VEXPRESS，上述.dtb都会由对应的.dts编译出来。因为arch/arm/Makefile中含有一个dtbs编译target项目。

DeviceTreeBlob(.dtb)

.dtb是.dts被DTC编译后的二进制格式的DeviceTree描述，可由Linux内核解析。通常在我们为电路板制作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，之后bootloader在引导kernel的过程中，会先读取该.dtb到内存。

Binding

对于DeviceTree中的结点和属性具体是如何来描述设备的硬件细节的，一般需要文档来进行讲解，文档的后缀名一般为.txt。这些文档位于内核的Documentation/devicetree/bindings目录，其下又分为很多子目录。

Bootloader

Ubootmainline从v1.1.3开始支持DeviceTree，其对ARM的支持则是和ARM内核支持DeviceTree同期完成。
为了使能DeviceTree，需要编译Uboot的时候在config文件中加入
#defineCONFIG_OF_LIBFDT
在Uboot中，可以从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，之后可在Uboot运行命令fdtaddr命令设置.dtb的地址，如：
U-Boot>fdtaddr0x71000000
fdt的其他命令就变地可以使用，如fdtresize、fdtprint等。
对于ARM来讲，可以透过bootzkernel_addrinitrd_addressdtb_address的命令来启动内核，即dtb_address作为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，可以用-代替。

3.DeviceTree引发的BSP和驱动变更

有了DeviceTree后，大量的板级信息都不再需要，譬如过去经常在arch/arm/plat-xxx和arch/arm/mach-xxx实施的如下事情：
1.注册platform_device，绑定resource，即内存、IRQ等板级信息。

透过DeviceTree后，形如

[cpp]viewplaincopyprint?

90staticstructresourcexxx_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

103staticstructplatform_devicexxx_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代码都不再需要，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);即可自动展开所有的platform_device。譬如，假设我们有个XXXSoC，则可在arch/arm/mach-xxx/的板文件中透过如下方式展开.dts中的设备结点对应的platform_device：

[cpp]viewplaincopyprint?

18staticstructof_device_idxxx_of_bus_ids[]__initdata={

19{.compatible="simple-bus",},

20{},

21};

22

23void__initxxx_mach_init(void)

24{

25of_platform_bus_probe(NULL,xxx_of_bus_ids,NULL);

26}

32

33#ifdefCONFIG_ARCH_XXX

38

39DT_MACHINE_START(XXX_DT,"GenericXXX(FlattenedDeviceTree)")

41…

45.init_machine=xxx_mach_init,

46…

49MACHINE_END

50#endif

arch/arm/mach-prima2/common.c/

staticvoid__initsirfsoc_init_mach(void)
{
sirfsoc_of_rstc_init();
of_platform_populate(NULL,of_default_bus_match_table,
NULL,NULL);
}

#ifdefCONFIG_ARCH_PRIMA2
staticconstchar*prima2_dt_match[]__initdata={
"sirf,prima2",
NULL
};
DT_MACHINE_START(PRIMA2_DT,"GenericPRIMA2(FlattenedDeviceTree)")
.reserve=sirfsoc_reserve,
.nr_irqs=128,
.map_io=sirfsoc_map_io,
.init_irq=irqchip_init,
.init_time=sirfsoc_init_time,
.init_machine=sirfsoc_init_mach,
.dma_zone_size=SZ_256M,
.init_late=sirfsoc_init_late,
.dt_compat=prima2_dt_match,
.restart=sirfsoc_restart,
MACHINE_END
#endif

2.注册i2c_board_info，指定IRQ等板级信息。

形如

[cpp]viewplaincopyprint?

145staticstructi2c_board_info__initdataafeb9260_i2c_devices[]={

146{

147I2C_BOARD_INFO("tlv320aic23",0x1a),

148},{

149I2C_BOARD_INFO("fm3130",0x68),

150},{

151I2C_BOARD_INFO("24c64",0x50),

152},

153};

之类的i2c_board_info代码，目前不再需要出现，现在只需要把tlv320aic23、fm3130、24c64这些设备结点填充作为相应的I2Ccontroller结点的子结点即可，类似于前面的

[cpp]viewplaincopyprint?

i2c@1,0{

compatible="acme,a1234-i2c-bus";

…

rtc@58{

compatible="maxim,ds1338";

reg=<58>;

interrupts=<73>;

};

};

DeviceTree中的I2Cclient会透过I2Chost驱动的probe()函数中调用of_i2c_register_devices(&i2c_dev->adapter);被自动展开。

3.注册spi_board_info，指定IRQ等板级信息。

形如

[cpp]viewplaincopyprint?

79staticstructspi_board_infoafeb9260_spi_devices[]={

80{/*DataFlashchip*/

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，目前不再需要出现，与I2C类似，现在只需要把mtd_dataflash之类的结点，作为SPI控制器的子结点即可，SPIhost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。

4.多个针对不同电路板的machine，以及相关的callback。

过去，ARMLinux针对不同的电路板会建立由MACHINE_START和MACHINE_END包围起来的针对这个machine的一系列callback，譬如：

[cpp]viewplaincopyprint?

373MACHINE_START(VEXPRESS,"ARM-VersatileExpress")

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,

383MACHINE_END

这些不同的machine会有不同的MACHINEID，Uboot在启动Linux内核时会将MACHINEID存放在r1寄存器，Linux启动时会匹配Bootloader传递的MACHINEID和MACHINE_START声明的MACHINEID，然后执行相应machine的一系列初始化函数。

引入DeviceTree之后，MACHINE_START变更为DT_MACHINE_START，其中含有一个.dt_compat成员，用于表明相关的machine与.dts中root结点的compatible属性兼容关系。如果Bootloader传递给内核的DeviceTree中root结点的compatible属性出现在某machine的.dt_compat表中，相关的machine就与对应的DeviceTree匹配，从而引发这一machine的一系列初始化函数被执行。

[cpp]viewplaincopyprint?

489staticconstchar*constv2m_dt_match[]__initconst={

490"arm,vexpress",

491"xen,xenvm",

492NULL,

493};

495DT_MACHINE_START(VEXPRESS_DT,"ARM-VersatileExpress")

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,

505MACHINE_END

Linux倡导针对多个SoC、多个电路板的通用DTmachine，即一个DTmachine的.dt_compat表含多个电路板.dts文件的root结点compatible属性字符串。之后，如果的电路板的初始化序列不一样，可以透过intof_machine_is_compatible(constchar*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_DTmachine同时兼容"samsung,exynos5250"和"samsung,exynos5440"：

[cpp]viewplaincopyprint?

158staticcharconst*exynos5_dt_compat[]__initdata={

159"samsung,exynos5250",

160"samsung,exynos5440",

161NULL

162};

163

177DT_MACHINE_START(EXYNOS5_DT,"SAMSUNGEXYNOS5(FlattenedDeviceTree)")

178/*Maintainer:KukjinKim<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,

189MACHINE_END

它的.init_machine成员函数就针对不同的machine进行了不同的分支处理：

[cpp]viewplaincopyprint?

126staticvoid__initexynos5_dt_machine_init(void)

127{

128…

149

150if(of_machine_is_compatible("samsung,exynos5250"))

151of_platform_populate(NULL,of_default_bus_match_table,

152exynos5250_auxdata_lookup,NULL);

153elseif(of_machine_is_compatible("samsung,exynos5440"))

154of_platform_populate(NULL,of_default_bus_match_table,

155exynos5440_auxdata_lookup,NULL);

156}

使用DeviceTree后，驱动需要与.dts中描述的设备结点进行匹配，从而引发驱动的probe()函数执行。对于platform_driver而言，需要添加一个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匹配表可以是：

[cpp]viewplaincopyprint?

436staticconststructof_device_ida1234_i2c_of_match[]={

437{.compatible="acme,a1234-i2c-bus",},

438{},

439};

440MODULE_DEVICE_TABLE(of,a1234_i2c_of_match);

441

442staticstructplatform_driveri2c_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};

454module_platform_driver(i2c_a1234_driver);

对于I2C和SPI从设备而言，同样也可以透过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：

[cpp]viewplaincopyprint?

1533staticconststructof_device_idwm8753_of_match[]={

1534{.compatible="wlf,wm8753",},

1535{}

1536};

1537MODULE_DEVICE_TABLE(of,wm8753_of_match);

1587staticstructspi_driverwm8753_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};

1640staticstructi2c_driverwm8753_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};

不过这边有一点需要提醒的是，I2C和SPI外设驱动和DeviceTree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，如果别名出现在设备spi_driver的id_table里面，或者别名与spi_driver的name字段相同，SPI设备和驱动都可以匹配上：

[cpp]viewplaincopyprint?

90staticintspi_match_device(structdevice*dev,structdevice_driver*drv)

91{

92conststructspi_device*spi=to_spi_device(dev);

93conststructspi_driver*sdrv=to_spi_driver(drv);

94

95/*AttemptanOFstylematch*/

96if(of_driver_match_device(dev,drv))

97return1;

98

99/*ThentryACPI*/

100if(acpi_driver_match_device(dev,drv))

101return1;

102

103if(sdrv->id_table)

104return!!spi_match_id(sdrv->id_table,spi);

105

106returnstrcmp(spi->modalias,drv->name)==0;

107}

71staticconststructspi_device_id*spi_match_id(conststructspi_device_id*id,

72conststructspi_device*sdev)

73{

74while(id->name[0]){

75if(!strcmp(sdev->modalias,id->name))

76returnid;

77id++;

78}

79returnNULL;

80}

4.常用OFAPI

在Linux的BSP和驱动代码中，还经常会使用到Linux中一组DeviceTree的API,这些API通常被冠以of_前缀，它们的实现代码位于内核的drivers/of目录。这些常用的API包括：

intof_device_is_compatible(conststructdevice_node*device,constchar*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，这些不同.dts文件中设备的compatible属性都会进入驱动OF匹配表。因此驱动可以透过Bootloader传递给内核的DeviceTree中的真正结点的compatible属性以确定究竟是哪一种设备，从而根据不同的设备类型进行不同的处理。如drivers/pinctrl/sirf/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：

[cpp]viewplaincopyprint?

1682if(of_device_is_compatible(np,"sirf,marco-pinctrl"))

1683is_marco=1;

structdevice_node*of_find_compatible_node(structdevice_node*from,constchar*type,constchar*compatible);

根据compatible属性，获得设备结点。遍历DeviceTree中所有的设备结点，看看哪个结点的类型、compatible属性与本函数的输入参数匹配，大多数情况下，from、type为NULL。

intof_property_read_u8_array(conststructdevice_node*np,

constchar*propname,u8*out_values,size_tsz);

intof_property_read_u16_array(conststructdevice_node*np,

constchar*propname,u16*out_values,size_tsz);

intof_property_read_u32_array(conststructdevice_node*np,

constchar*propname,u32*out_values,size_tsz);

intof_property_read_u64(conststructdevice_node*np,constchar

*propname,u64*out_value);

读取设备结点np的属性名为propname，类型为8、16、32、64位整型数组的属性。对于32位处理器来讲，最常用的是of_property_read_u32_array()。如在arch/arm/mm/cache-l2x0.c中，透过如下语句读取L2cache的"arm,data-latency"属性：

[cpp]viewplaincopyprint?

534of_property_read_u32_array(np,"arm,data-latency",

535data,ARRAY_SIZE(data));

在arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dts中，含有"arm,data-latency"属性的L2cache结点如下：

[cpp]viewplaincopyprint?

137L2:cache-controller@1e00a000{

138compatible="arm,pl310-cache";

139reg=<0x1e00a0000x1000>;

140interrupts=<0434>;

141cache-level=<2>;

142arm,data-latency=<111>;

143arm,tag-latency=<111>;

144}

有些情况下，整形属性的长度可能为1，于是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intof_property_read_u8()、of_property_read_u16()等，实现于include/linux/of.h：

[cpp]viewplaincopyprint?

513staticinlineintof_property_read_u8(conststructdevice_node*np,

514constchar*propname,

515u8*out_value)

516{

517returnof_property_read_u8_array(np,propname,out_value,1);

518}

519

520staticinlineintof_property_read_u16(conststructdevice_node*np,

521constchar*propname,

522u16*out_value)

523{

524returnof_property_read_u16_array(np,propname,out_value,1);

525}

526

527staticinlineintof_property_read_u32(conststructdevice_node*np,

528constchar*propname,

529u32*out_value)

530{

531returnof_property_read_u32_array(np,propname,out_value,1);

532}

intof_property_read_string(structdevice_node*np,constchar*propname,constchar**out_string);

intof_property_read_string_index(structdevice_node*np,constchar

*propname,intindex,constchar**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结点的所有"clock-output-names"字符串数组属性。

[cpp]viewplaincopyprint?

1759constchar*of_clk_get_parent_name(structdevice_node*np,intindex)

1760{

1761structof_phandle_argsclkspec;

1762constchar*clk_name;

1763intrc;

1764

1765if(index<0)

1766returnNULL;

1767

1768rc=of_parse_phandle_with_args(np,"clocks","#clock-cells",index,

1769&clkspec);

1770if(rc)

1771returnNULL;

1772

1773if(of_property_read_string_index(clkspec.np,"clock-output-names",

1774clkspec.args_count?clkspec.args[0]:0,

1775&clk_name)<0)

1776clk_name=clkspec.np->name;

1777

1778of_node_put(clkspec.np);

1779returnclk_name;

1780}

1781EXPORT_SYMBOL_GPL(of_clk_get_parent_name);

staticinlineboolof_property_read_bool(conststructdevice_node*np,constchar*propname);

如果设备结点np含有propname属性，则返回true，否则返回false。一般用于检查空属性是否存在。

void__iomem*of_iomap(structdevice_node*node,intindex);

通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，可通过index标示要ioremap的是哪一段，只有1段的情况，index为0。采用DeviceTree后，大量的设备驱动通过of_iomap()进行映射，而不再通过传统的ioremap。

unsignedintirq_of_parse_and_map(structdevice_node*dev,intindex);

透过DeviceTree或者设备的中断号，实际上是从.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OFAPI，这里不一一列举，具体可参考include/linux/of.h头文件。

5.总结

ARM社区一贯充斥的大量垃圾代码导致Linus盛怒，因此社区在2011年到2012年进行了大量的工作。ARMLinux开始围绕DeviceTree展开，DeviceTree有自己的独立的语法，它的源文件为.dts，编译后得到.dtb，Bootloader在引导Linux内核的时候会将.dtb地址告知内核。之后内核会展开DeviceTree并创建和注册相关的设备，因此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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