3. of_node数据结构深度剖析：struct device_node、struct property、struct resource的内存布局

设备树在内核中的核心数据结构是 struct device_node，它代表一个设备树节点。围绕它，struct property 描述节点属性，struct resource 描述硬件资源。理解这三者的内存布局与关系，是优化设备树解析性能的基础。

3.1 struct device_node：设备树节点的内核化身

每个设备树节点（如 uart@fe001000）在解析后都会生成一个 struct device_node 实例。该结构体不仅存储节点名称、类型、路径，还维护了父子兄弟链表以及属性链表。

3.2 struct property：属性存储与值访问

每个设备树属性（如 compatible、reg、interrupts）对应一个 struct property。该结构体通过 next 指针串联成单链表，挂载在 device_node->properties 上。

属性查找的性能关键点在于字符串比较。内核提供了 of_find_property() 函数，其内部遍历属性链表并对 name 字段进行 strcmp。对于属性数量较多的节点（如 /chosen 或复杂外设），遍历开销不可忽视。

3.3 struct resource：从 reg 属性到硬件资源

struct resource 是内核描述硬件资源（内存地址范围、中断号、DMA 通道等）的标准结构体。设备树解析过程中，of_address_to_resource() 和 of_irq_to_resource() 将 reg 和 interrupts 属性转换为 struct resource。

3.4 三者的内存布局关系图

以下 SVG 展示了从 FDT blob 到 device_node、property、resource 的完整数据流与内存布局关系。

3.5 性能优化实践：减少属性查找开销

基于上述内存布局分析，以下是实际项目中可用的优化策略：

1. 缓存常用属性指针：在 probe 函数中一次性获取所有需要的属性，避免多次遍历链表。
2. 使用 of_property_read_u32() 系列函数：这些函数内部直接解析属性值，比先 of_find_property() 再手动转换更高效。
3. 避免在热路径中调用 of_get_property()：中断处理或高频轮询代码中不应包含设备树属性查找。
4. 利用 of_match_node() 的匹配表缓存：驱动匹配时，of_match_table 的匹配结果会被缓存，避免重复解析。

/* 优化前：每次调用都遍历属性链表 */
static int get_mac_from_dt(struct device *dev, u8 *mac)
{
    const void *prop;
    prop = of_get_property(dev->of_node, "mac-address", NULL);
    if (prop)
        memcpy(mac, prop, ETH_ALEN);
    return prop ? 0 : -ENODEV;
}

/* 优化后：probe 时缓存，运行时直接使用 */
struct priv_data {
    u8 mac_addr[ETH_ALEN];
    bool mac_valid;
};

static int probe(struct platform_device *pdev)
{
    struct priv_data *priv;
    const void *prop;
    
    priv = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
    prop = of_get_property(pdev->dev.of_node, "mac-address", NULL);
    if (prop) {
        memcpy(priv->mac_addr, prop, ETH_ALEN);
        priv->mac_valid = true;
    }
    // ... 后续运行时直接使用 priv->mac_addr
}

3.6 本章小结