解析设备树的流程

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原文链接：http://www.cnblogs.com/hei-da-mi/p/6066493.html

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#数据结构与算法 #嵌入式 #移动开发

一、汇编相关部分的代码流程分析

ENTRY(stext)	{//head.S (kernel-3.10\arch\arm\kernel)	
　　bl	__lookup_processor_type
　　bl	__vet_atags
　　bl	__fixup_smp
　　bl	__create_page_tables
　　ldr	r13, =__mmap_switched		 //__mmap_switched是一个函数，具体在head-common.S (kernel-3.10\arch\arm\kernel)
　　b	__enable_mmu	{
　　　　b	__turn_mmu_on {
　　　　　　mov	r3, r13
　　　　　　mov	pc, r3	{	　　　　　//调到r13中存放的地址去执行，即执行__mmap_switched函数。
　　　　　　　　b	start_kernel		//跳转到start_kernel函数去执行，该函数具体在kernel-3.10\init\Main.c
　　　　　　}
　　　　}
　　}
}

二、C相关的函数流程

start_kernel(void)	{	// kernel-3.10\init\Main.c
　　setup_arch(&command_line);	{	// kernel-3.10\arch\arm\kernel\Setup.c
　　　　struct machine_desc *mdesc;
　　　　mdesc = setup_machine_fdt(__atags_pointer);		{		//setup_machine_fdt(unsigned int dt_phys)
　　　　　　devtree = phys_to_virt(dt_phys);
　　　　　　initial_boot_params = devtree;		// initial_boot_params 变量为全局变量，在后面的解析设备树会用到
　　　　}
　　　　mdesc = setup_machine_tags(__atags_pointer, __machine_arch_type);		{	//if (!mdesc)
　　　　　　for_each_machine_desc(p){			//#define for_each_machine_desc(p)		for (p = __arch_info_begin; p < __arch_info_end; p++)
　　　　　　　　if (machine_nr == p->nr){
　　　　　　　　　　mdesc = p;
　　　　　　　　　　break;
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　}
　　　　machine_desc = mdesc;				//注意全局变量 machine_desc
　　　　unflatten_device_tree();	{
　　　　　　__unflatten_device_tree(initial_boot_params, &of_allnodes, early_init_dt_alloc_memory_arch); {	//注意全局参数  of_allnodes		create tree of device_nodes from flat blob
　　　　　　　　struct device_node **allnextp = &of_allnodes;
　　　　　　　　start = ((unsigned long)blob) + be32_to_cpu(blob->off_dt_struct);		//获取fdt开始的地址
　　　　　　　　size = unflatten_dt_node(blob, 0, &start, NULL, NULL, 0);		//先获取到需要的内存大小
　　　　　　　　mem = (unsigned long)dt_alloc(size + 4, __alignof__(struct device_node));  //分配内存
　　　　　　　　unflatten_dt_node(blob, mem, &start, NULL, &allnextp, 0);		//解析所有的fdt_node	Alloc and populate a device_node from the flat tree
　　　　　　}
　　　　　　of_alias_scan(early_init_dt_alloc_memory_arch);	{	//把设备树中的/chosen 和 /aliases 节点解析出来，单独放到一个变量中
																												//Get pointer to "/chosen" and "/aliasas" nodes for use everywhere
　　　　　　　　of_chosen = of_find_node_by_path("/chosen");		//注意变量  of_chosen， 在Base.c (kernel-3.10\drivers\of)	文件中共享
　　　　　　　　of_aliases = of_find_node_by_path("/aliases");	//注意变量  of_aliases， 在Base.c (kernel-3.10\drivers\of)	文件中共享
　　　　　　　　for_each_property_of_node(of_aliases, pp) {
　　　　　　　　　　of_alias_add(ap, np, id, start, len);
　　　　　　　　　　　　list_add_tail(&ap->link, &aliases_lookup);	//注意变量 aliases_lookup，把 /aliases中的元素全部解析到该链表
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　}
　　}
　　rest_init();{
　　　　kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);	{		//启动一个内核线程，运行kernel_init函数
　　　　　　... ...										//经过一系列的初始化后，运行kernel_init函数
　　　　　　kernel_init(void *unused){
　　　　　　　　kernel_init_freeable();{
　　　　　　　　　　do_basic_setup();{
　　　　　　　　　　　　do_initcalls();{
　　　　　　　　　　　　　　for (level = 0; level < ARRAY_SIZE(initcall_levels) - 1; level++){
　　　　　　　　　　　　　　　　do_initcall_level(level);{
　　　　　　　　　　　　　　　　　　for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++){
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　do_one_initcall(*fn);{
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　fn();
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　　　}
　　　　　　　　}
　　　　　　}
　　　　}
　　}
}

三、友情提供相关信息

{
	#define DT_MACHINE_START(_name, _namestr)		\
	static const struct machine_desc __mach_desc_##_name	\
	 __used							\
	 __attribute__((__section__(".arch.info.init"))) = {	\
		.nr		= ~0,				\
		.name		= _namestr,
	}
	
	Core.c (kernel-3.10\drivers\misc\mediatek\mach\mt6735)	2632	2016/9/14
		
	DT_MACHINE_START(MT6735_DT, "MT6735")
		.map_io		= mt_map_io,
		.smp		= smp_ops(mt_smp_ops),
		/*.init_irq	= mt_dt_init_irq,*/
		/*.init_time	= mt_timer_init,*/
		.init_machine	= mt_init,
		.fixup		= mt_dt_fixup,
		/* FIXME: need to implement the restart function */
		.restart	= arm_machine_restart,
		.reserve	= mt_reserve,
	  .dt_compat  = mt_dt_match,
	MACHINE_END		

	.init.arch.info : {
	  __arch_info_begin = .;
	  *(.arch.info.init)
	  __arch_info_end = .;
	}
}

四、接下来执行那些initcall函数：

arch_initcall(customize_machine);	{	//Setup.c (kernel-3.10\arch\arm\kernel)			// 解析设备树中的所有顶层的节点和符合match节点的子节点，添加到platform BUS的设备链表中
	customize_machine(void)	{
		machine_desc->init_machine();		//此处就是我们友情提供的信息中的相关函数
		mt_init(void)	{
			mt_dt_init();{
				of_platform_populate(NULL, dt_bus_match, NULL, NULL);{
					root = of_find_node_by_path("/");{
						根据of_allnodes中的所有节点，找到根节点
					}
					for_each_child_of_node(root, child){
						of_platform_bus_create(child, matches, lookup, parent, true);{
							dev = of_platform_device_create_pdata(bus, bus_id, platform_data, parent); {	//创建一个platform设备的结构体，并加到链表中
								dev = of_device_alloc(np, bus_id, parent);		//为platform设备结构体分配内存
								dev->dev.bus = &platform_bus_type;		//指定设备bus为platform
								of_device_add(dev); {						//添加设备结构体到链表中
									device_add(&ofdev->dev);	{
										bus_add_device(dev);{
											struct bus_type *bus = bus_get(dev->bus);
											klist_add_tail(&dev->p->knode_bus, &bus->p->klist_devices);
										}
										dpm_sysfs_add(dev);
										device_pm_add(dev);{
											list_add_tail(&dev->power.entry, &dpm_list);
										}
										bus_probe_device(dev);{
											//把添加的设备与该总线下的驱动进行一一适配
										}
									}
								}
							}
							if (!dev || !of_match_node(matches, bus))
								return 0;		//如果该节点没有子节点或者分配失败，则返回。
							for_each_child_of_node(bus, child){		//递归调用，将所有子节点均添加到platform bus下面。
								of_platform_bus_create(child, matches, lookup, &dev->dev, strict);
							}
						}
					}
				}
			}
		}
	}
}

module_init(mt_i2c_init);	{		//I2c.c (kernel-3.10\drivers\misc\mediatek\i2c\mt6735)	//注册I2C平台驱动，把符合I2C match的节点解析出来，添加到I2C BUS的设备链表中
	platform_driver_register(&mt_i2c_driver);
		... ...
		mt_i2c_probe(struct platform_device *pdev)	{
			mt_i2c *i2c = kzalloc(sizeof(mt_i2c), GFP_KERNEL);
			i2c->adap.dev.of_node  = pdev->dev.of_node;
			i2c_add_numbered_adapter(&i2c->adap);	{		//注册i2c的adapter
				__i2c_add_numbered_adapter(adap);{
					i2c_register_adapter(adap);{
						adap->dev.bus = &i2c_bus_type;
						adap->dev.type = &i2c_adapter_type;
						device_register(&adap->dev);
					}
				}
			}
			of_i2c_register_devices(&i2c->adap); {		//注册I2C adapter节点下面的全部I2C设备
				for_each_available_child_of_node(adap->dev.of_node, node)	{
					i2c_new_device(adap, &info);	{
						struct i2c_client	*client = kzalloc(sizeof *client, GFP_KERNEL);
						client->dev.bus = &i2c_bus_type;
						client->dev.type = &i2c_client_type;
						device_register(&client->dev);{
							device_add(dev);{
								bus_add_device(dev);{
									klist_add_tail(&dev->p->knode_bus, &bus->p->klist_devices);
								}
								device_pm_add(dev);{
									list_add_tail(&dev->power.entry, &dpm_list);
								}
							}
						}
					}
				}
			}
		}
}

module_init ( mt_spi_init );{ //Spi.c (kernel-3.10\drivers\misc\mediatek\spi\mt6735)	//注册I2C平台驱动，把符合spi match的节点解析出来，添加到SPI BUS的设备链表中
	platform_driver_register ( &mt_spi_driver );
		... ...
		mt_spi_probe(struct platform_device *pdev){
			struct spi_master *master = spi_alloc_master(&pdev->dev, sizeof(struct mt_spi_t));
			ms = spi_master_get_devdata(master);
			ms->pdev	=	pdev;
			spi_register_master ( master );{
				of_spi_register_master(master);{
					//这里面没有继续向后分析
				}
				device_add(&master->dev);{
					//老生常谈的步骤，就不再继续分析。
				}
				list_add_tail(&master->list, &spi_master_list);
				/* Register devices from the device tree and ACPI */
				of_register_spi_devices(master);{
					for_each_available_child_of_node(master->dev.of_node, nc){
						spi = spi_alloc_device(master);{
							spi = kzalloc(sizeof *spi, GFP_KERNEL);
							spi->master = master;
							spi->dev.bus = &spi_bus_type;
						}
						spi_add_device(spi);{
							device_add(&spi->dev);{
								//老生常谈的步骤，不再分析。
							}
						}
					}
				}
				acpi_register_spi_devices(master);{
					//没有具体分析，不清楚什么功能
				}
			}
		}
}

五、initcall的执行顺序：

#define pure_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 0)
#define core_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 1)
#define core_initcall_sync(fn)		__define_initcall(fn, 1s)
#define postcore_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 2)
#define postcore_initcall_sync(fn)	__define_initcall(fn, 2s)
#define arch_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 3)
#define arch_initcall_sync(fn)		__define_initcall(fn, 3s)
#define subsys_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 4)
#define subsys_initcall_sync(fn)	__define_initcall(fn, 4s)
#define fs_initcall(fn)			__define_initcall(fn, 5)
#define fs_initcall_sync(fn)		__define_initcall(fn, 5s)
#define rootfs_initcall(fn)		__define_initcall(fn, rootfs)
#define device_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 6)
#define device_initcall_sync(fn)	__define_initcall(fn, 6s)
#define late_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 7)
#define late_initcall_sync(fn)		__define_initcall(fn, 7s)
若等级相同，则根据编译进目标代码的顺序执行。

注意Init.h (kernel-3.10\include\linux) 中的宏的定义：
在编译进内核时，MODULE 是没有定义的，所以 #ifndef MODULE 是真的；
当编译成.ko模块时，MODULE 是已经定义的， #ifndef MODULE 为假；

也就是根据编译到的目的地方不同，所定义的宏也不一致：
例如：
#ifndef MODULE
#define arch_initcall(fn) __define_initcall(fn, 3)
#else
#define arch_initcall(fn) module_init(fn)
#endif

在MODULE被定义的情况下（大部分可动态加载的driver模块都属于此, obj-m），module_init定义如下：

#define module_init(initfn) \
static inline initcall_t __inittest(void) \
{ return initfn; } \
int init_module(void) __attribute__((alias(#initfn)));

这段宏定义关键点是后面一句，通过alias将initfn变名为init_module。
前面那个__inittest的定义其实是种技巧，用来对initfn进行某种静态的类型检查，
如果阁下将模块初始化函数定义成，比如，void gpio_init(void)或者是int gpio_init(int)，
那么在编译时都会有类似下面的warning:
GPIO/fsl-gpio.c: In function '__inittest':
GPIO/fsl-gpio.c:46: warning: return from incompatible pointer type

通过module_init将模块初始化函数统一别名为init_module，这样以后insmod时候，
在系统内部会调用sys_init_module（）去找到init_module函数的入口地址。
如果objdump -t gpio.ko，就会发现init_module和gpio_init位于相同的地址偏移处。
简言之，这种情况下模块的初始化函数在insmod时候被调用

六、编译和反编译设备树

单独编译设备树：

　　cd linux-x.xx & make dtbs

生成的dtb在目录linux-x.xx/arch/xxx/boot/dts下；

Android系统对应的目录为：out\target\product\rq6735_35gt_b_l1\obj\KERNEL_OBJ\arch\arm\boot\dts下；

生成的目标文件的后缀为.dtb。

利用dtc工具，反编译dtb，生成dts:

　　Linux源码生成的工具路径：linux-x.xx/scripts/dtc/dtc

　　Android源码生成的工具路径：out\target\product\rq6735_35gt_b_l1\obj\KERNEL_OBJ\scripts\dtc\dtc

　　./dtc -I dtb -O dts xxxx.dtb -o xxxx.dts

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