Linux －设备树（Device Tree）解析流程

入口‌

内核启动调用 setup_arch() -> unflatten_device_tree() -> of_alias_scan() ->

of_find_node_by_path() -> of_property_read_string() -> for_each_property_of_node() -> of_alias_add() ->

unflatten_device_tree‌

主要职责是将固件（如 U-Boot）传递的‌扁平化设备树二进制块（Flat Device Tree Blob, FDT/DTB）‌解析并展开为内核可操作的‌层级化 struct device_node 链表树‌。

函数原型

void __init unflatten_device_tree(void)
{
	__unflatten_device_tree(initial_boot_params, NULL, &of_root,
				early_init_dt_alloc_memory_arch, false);

	/* Get pointer to "/chosen" and "/aliases" nodes for use everywhere */
	of_alias_scan(early_init_dt_alloc_memory_arch);

	unittest_unflatten_overlay_base();
}

函数　__unflatten_device_tree

• initial_boot_params‌：指向 Bootloader 传递的扁平设备树（DTB）在内存中的起始地址。
• NULL‌：通常用于指定特定的节点过滤或父节点，此处为 NULL 表示从根节点开始完整展开。
• &of_root‌：‌关键输出‌。展开后生成的根节点 struct device_node 指针将被赋值给全局变量 of_root。此后，内核中所有基于设备树的操作（如 of_find_node_by_name）都以此为基础。
• early_init_dt_alloc_memory_arch‌：内存分配回调函数。由于此时内核常规内存管理器（如 Slab）尚未就绪，必须使用架构特定的早期内存分配器（通常基于 Memblock 或 Bootmem）。
• false‌：标志位，通常指示是否仅进行大小计算而不实际分配内存（第一遍扫描常设为 true 以计算所需空间，第二遍设为 false 进行实际分配）。

of_alias_scan‌

主要任务是扫描设备树根节点下的 ‌/aliases‌ 子节点，解析其中的属性，建立"简短别名"到"完整设备路径"的映射表

函数原型

void of_alias_scan(void * (*dt_alloc)(u64 size, u64 align))
{
	struct property *pp;

	of_aliases = of_find_node_by_path("/aliases");
	of_chosen = of_find_node_by_path("/chosen");
	if (of_chosen == NULL)
		of_chosen = of_find_node_by_path("/chosen@0");

	if (of_chosen) {
		/* linux,stdout-path and /aliases/stdout are for legacy compatibility */
		const char *name = NULL;

		if (of_property_read_string(of_chosen, "stdout-path", &name))
			of_property_read_string(of_chosen, "linux,stdout-path",
						&name);
		if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC) && !name)
			of_property_read_string(of_aliases, "stdout", &name);
		if (name)
			of_stdout = of_find_node_opts_by_path(name, &of_stdout_options);
	}

	if (!of_aliases)
		return;
	
	//核心循环
	for_each_property_of_node(of_aliases, pp) {
		const char *start = pp->name;
		const char *end = start + strlen(start);
		struct device_node *np;
		struct alias_prop *ap;
		int id, len;

		/* Skip those we do not want to proceed */
		if (!strcmp(pp->name, "name") ||
		    !strcmp(pp->name, "phandle") ||
		    !strcmp(pp->name, "linux,phandle"))
			continue;

		np = of_find_node_by_path(pp->value);
		if (!np)
			continue;

		/* walk the alias backwards to extract the id and work out
		 * the 'stem' string */
		while (isdigit(*(end-1)) && end > start)
			end--;
		len = end - start;

		if (kstrtoint(end, 10, &id) < 0)
			continue;

		/* Allocate an alias_prop with enough space for the stem */
		ap = dt_alloc(sizeof(*ap) + len + 1, __alignof__(*ap));
		if (!ap)
			continue;
		memset(ap, 0, sizeof(*ap) + len + 1);
		ap->alias = start;
		of_alias_add(ap, np, id, start, len); //注册
	}
}

举例说明

假设设备树中有：

dts
aliases {
    serial0 = &uart0;
    serial1 = &uart1;
    i2c0 = &i2c1;
};

of_alias_scan 执行后：

全局链表 aliases_lookup 包含三个条目：

{ stem="serial", id=0, np=uart0 }
{ stem="serial", id=1, np=uart1 }
{ stem="i2c", id=0, np=i2c1 }

• 调用 of_alias_get_id(uart0, "serial") 将返回 ‌0‌，
• 调用 of_alias_get_id(node, "i2c") 在链表中查找，将返回 ‌0，
• 用户空间看到的设备节点（如 /dev/i2c-0）始终保持一致，实现了硬件描述与驱动逻辑的解耦。

函数 of_find_node_by_path

Linux 内核设备树（Device Tree）子系统中用于‌根据绝对路径查找节点‌的核心 API。它允许驱动程序或内核子系统通过字符串形式的路径，直接定位到设备树中的特定节点

struct device_node *of_find_node_by_path(const char *path)

参数与返回值

    ‌path‌：指向必须以 / 开头的绝对路径字符串。
        例如："/soc/i2c@12340000" 或 "/chosen"。
        路径必须与设备树中的节点层级完全匹配。
    ‌返回值‌：
        ‌成功‌：返回指向对应 struct device_node 的指针。
        ‌失败‌：如果路径不存在或格式错误，返回 NULL。