最新消息:XAMPP默认安装之后是很不安全的,我们只需要点击左方菜单的 "安全"选项,按照向导操作即可完成安全设置。

Linux设备树的传递以及kernel中对设备树的解析

XAMPP相关 admin 76浏览 0评论

当U-Boot将设备树加载到内存指定位置后,ARM内核的SoC以通用寄存器r2来传递dtb在内存中的地址。kernel获取到该地址后对dtb文件做进一步的处理。


#设备树的传递

当使用bootm加载kernel镜像时(bootz是对bootm的一种封装以及功能扩展,实质一样)。U-Boot跳转到kernel的入口函数是boot_jump_linux这个函数的C文件在arch/arm/lib下,说明设备树的传递的方式是与SoC架构相关的。不同的SoC在bring-up时,这个函数格外重要,这是U-Boot与kernel之间衔接、交互信息的一个关键API。U-Boot的这个函数执行结束后,将CPU的控制权完整的交给kernel。

/* Subcommand: GO */
static void boot_jump_linux(bootm_headers_t *images, int flag)
{

debug(“## Transferring control to Linux (at address %08lx)” \
“…\n”, (ulong) kernel_entry);
bootstage_mark(BOOTSTAGE_ID_RUN_OS);
announce_and_cleanup(fake);

if (IMAGE_ENABLE_OF_LIBFDT && images->ft_len)
r2 = (unsigned long)images->ft_addr;
else
r2 = gd->bd->bi_boot_params;

}

r2作为存放设备树地址的寄存器,其取值有两种方式,分别是例化bootm_header_t这个数据结构的ft_addr,以及利用U-Boot的板级启动参数作为设备树的地址。


##bootm_header_t方式

数据结构bootm_header_t的定义如下,供各种内核的SoC使用,每家厂商根据自己CPU的特点对各个成员进行不同的例化。

/*
* Legacy and FIT format headers used by do_bootm() and do_bootm_()
* routines.
*/
typedef struct bootm_headers {

char *ft_addr; /* flat dev tree address / ulong ft_len; / length of flat device tree */

} bootm_headers_t;

用bootm_header_t的方式,U-Boot需支持设备树以及文件非空。

ft_len以及ft_addr属于bootm_header_t,在U-Boot解析镜像文件时,实例化这两个成员。函数调用栈如下:

do_bootz(struct cmd_tbl *cmdtp, int flag, int argc, char *const argv[])
-bootz_start()
–bootm_find_images(int flag, int argc, char *const argv[], ulong start,ulong size)
—boot_get_fdt(flag, argc, argv, IH_ARCH_DEFAULT, &images,&images.ft_addr, &images.ft_len);
u-boot-v2021.04/common/image-fdt.c


##gd->bd->bi_boot_params方式

这种属于比较古老的一种方式了,目前基本不会采用。bi_boot_params是一个存放内核启动参数的地址,通常是在板级初始化中进行指定。

代码执行到此处,r2是否为预期的值,一是可以通过打印的方式、再有使用调试工具连上去确认。

#kernel对设备树的解析

解析分两个阶段,第一阶段进行校验以及启动参数的再调整;第二阶段完成设备树的解压,也就是将设备树由FDT变成EDT,创建device_node。

##第一阶段

kernel启动日志中与设备树相关的第一条打印如下,也就是打印出当前硬件设备的模型名,”OF: fdt: Machine model: V2P-CA9″

Booting Linux on physical CPU 0x0
Linux version 5.4.124 (qemu@qemu) (gcc version 6.5.0 (Linaro GCC 6.5-2018.12)) #3 SMP Fri Jun 25 15:26:02 CST 2021
CPU: ARMv7 Processor [410fc090] revision 0 (ARMv7), cr=10c5387d
CPU: PIPT / VIPT nonaliasing data cache, VIPT nonaliasing instruction cache
OF: fdt: Machine model: V2P-CA9

这个模型名是在设备树文件的头部定义的,定义当前设备的总体名称。

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
* ARM Ltd. Versatile Express
*
* CoreTile Express A9x4
* Cortex-A9 MPCore (V2P-CA9)
*
* HBI-0191B
*/

/dts-v1/;
#include “vexpress-v2m.dtsi”

/ {
model = “V2P-CA9”;

}

但这并不是kernel对设备树第一次进行处理的地方。在此之前已有其他的操作。函数调用栈如下:

setup_arch(char **cmdline_p) arch/arm/kernel/setup.c
atags_vaddr = FDT_VIRT_BASE(__atags_pointer);
setup_machine_fdt(void *dt_virt) arch/arm/kernel/devtree.c
early_init_dt_verify()
of_flat_dt_match_machine() drivers/of/fdt.c
early_init_dt_scan_nodes();
__machine_arch_type = mdesc->nr;

第2行__atags_pointer是dtb在内存中的地址,这个地址在汇编阶段(若镜像为zImage,那么在解压缩阶段就完成了)便获取到了。由于执行到setup_arch时mmu已经使能并且4K的段页表也已经完成了映射,而U-Boot传递给kernel的设备树fdt地址属于物理地址,因此需要将物理地址转换成虚拟地址。

head-common.S
.align 2
.type __mmap_switched_data, %object
__mmap_switched_data:
#ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
#ifndef CONFIG_XIP_DEFLATED_DATA
.long _sdata @ r0
.long __data_loc @ r1
.long _edata_loc @ r2
#endif
.long __bss_stop @ sp (temporary stack in .bss)
#endif

.long __bss_start @ r0
.long __bss_stop @ r1
.long init_thread_union + THREAD_START_SP @ sp

.long processor_id @ r0
.long __machine_arch_type @ r1
.long __atags_pointer @ r2

第一阶段对设备树的配置主要包括:

A 对dtb文件进行crc32校验,检测设备树文件是否合法early_init_dt_verify()
B early_init_dt_scan_nodes()
/* Retrieve various information from the /chosen node / of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_chosen, boot_command_line); / Initialize {size,address}-cells info / of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_root, NULL); / Setup memory, calling early_init_dt_add_memory_arch */
of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_memory, NULL);
C 更新__machine_arch_type
D 更新chosen

上面这个chosen信息可以在kernel起来后再次查看做了哪些修改。

##第二阶段

第二阶段单纯的是将设备树ABI文件进行解压缩,由FDT变成EDT,生成相应的device_node结点。

这个阶段的函数调用栈如下:

unflatten_device_tree();
*__unflatten_device_tree()

/* First pass, scan for size */
size = unflatten_dt_nodes(blob, NULL, dad, NULL);

    /* Second pass, do actual unflattening */
    unflatten_dt_nodes(blob, mem, dad, mynodes);
        unflatten_dt_nodes()
            populate_node()

device_nodes结点如下:

device_node创建完成后,kernel创建platform_device时依据这个阶段完成的工作情况进行对应的设备注册,供驱动代码使用。

——END——

转载请注明:XAMPP中文组官网 » Linux设备树的传递以及kernel中对设备树的解析

您必须 登录 才能发表评论!