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Linux设备树解析与设备匹配流程

2026-01-27 00:33:31

最近在学习Linux内核驱动开发时，研究了设备树（Device Tree）的解析流程和设备匹配机制。走读代码，记录下代码流程，也方便自己回顾。如果大家也在学习类似内容，或许也可以有所参考，如果有理解不到位地方，欢迎指正交流。

设备树解析过程全解析

Linux内核启动时，设备树的解析是一个关键步骤，它决定了系统如何识别和管理硬件资源。

setup_arch    ==> setup_machine_fdt(__fdt_pointer);    // 将设备树地址映射到虚拟内存中        unflatten_device_tree();            ==> __unflatten_device_tree       // 把设备树解析成树形结构                ==> unflatten_dt_nodes        // 执行2次，第一次计算内存大小，第二次展开设备树

解析过程解释：

内核获取设备树的物理地址（__fdt_pointer）
将设备树映射到虚拟内存空间
分两次遍历设备树节点：第一次计算所需内存大小，第二次实际构建数据结构

设备树解析后，每个节点都会转换为device_node结构体：

struct device_node {    const char *name;               // 节点名    phandle phandle;               // 节点句柄    const char *full_name;         // 节点全路径名    struct fwnode_handle fwnode;   // 固件节点句柄    struct property *properties;   // 属性链表    struct property *deadprops;    // 已移除的属性    struct device_node *parent;    // 父节点    struct device_node *child;     // 子节点    struct device_node *sibling;   // 兄弟节点#if defined(CONFIG_OF_KOBJ)    struct kobject kobj;           // kobject对象#endif    unsigned long _flags;          // 标志位    void *data;                    // 私有数据#if defined(CONFIG_SPARC)    unsigned int unique_id;        // 唯一ID    struct of_irq_controller *irq_trans;  // 中断控制器#endif};

设备匹配机制

以PCI设备为例，驱动注册和匹配流程如下：

pci_register_driver    ==> __pci_register_driver        ==> driver_register            ==> bus_add_driver                ==> driver_attach                    ==> __driver_attach                        ==> driver_match_device                            // 调用总线的match函数，大多都是直接匹配设备树，name，id_table，ACPI                            drv->bus->match ? drv->bus->match(dev, drv) : 1;

常见的设备树匹配方式：

of_driver_match_device    ==> of_match_device(drv->of_match_table, dev)        ==> of_match_node(matches, dev->of_node)            ==> __of_match_node(matches, node)  // node类型为device_node                ==> __of_device_is_compatible(node, matches->compatible,                                              matches->type, matches->name)                    // 直接匹配设备的compatible属性