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當 U-Boot 將設備樹加載到內(nèi)存指定位置后，ARM 內(nèi)核的 SoC 以通用寄存器 r2 來傳遞 dtb 在內(nèi)存中的地址。kernel 獲取到該地址后對 dtb 文件做進一步的處理。

設備樹的傳遞

當使用 bootm 加載 kernel 鏡像時（bootz 是對 bootm 的一種封裝以及功能擴展，實質(zhì)一樣）。U-Boot 跳轉到 kernel 的入口函數(shù)是 boot_jump_linux

這個函數(shù)的 C 文件在 arch/arm/lib 下，說明設備樹的傳遞的方式是與 SoC 架構相關的。不同的 SoC 在 bring-up 時，這個函數(shù)格外重要，這是 U-Boot 與 kernel 之間銜接、交互信息的一個關鍵 API。U-Boot 的這個函數(shù)執(zhí)行結束后，將 CPU 的控制權完整的交給 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 作為存放設備樹地址的寄存器，其取值有兩種方式，分別是例化 bootm_header_t 這個數(shù)據(jù)結構的 ft_addr，以及利用 U-Boot 的板級啟動參數(shù)作為設備樹的地址。

bootm_header_t 方式

數(shù)據(jù)結構 bootm_header_t 的定義如下，供各種內(nèi)核的 SoC 使用，每家廠商根據(jù)自己 CPU 的特點對各個成員進行不同的例化。 

/*  
 * Legacy and FIT format headers used by do_bootm() and do_bootm_<os>()  
 * 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 需支持設備樹以及文件非空。

ft_len 以及 ft_addr 屬于 bootm_header_t，在 U-Boot 解析鏡像文件時，實例化這兩個成員。函數(shù)調(diào)用棧如下： 

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

這種屬于比較古老的一種方式了，目前基本不會采用。bi_boot_params 是一個存放內(nèi)核啟動參數(shù)的地址，通常是在板級初始化中進行指定。

代碼執(zhí)行到此處，r2 是否為預期的值，一是可以通過打印的方式、再有使用調(diào)試工具連上去確認。

kernel 對設備樹的解析

解析分兩個階段，第一階段進行校驗以及啟動參數(shù)的再調(diào)整；第二階段完成設備樹的解壓，也就是將設備樹由 FDT 變成 EDT，創(chuàng)建 device_node。

第一階段

kernel 啟動日志中與設備樹相關的第一條打印如下，也就是打印出當前硬件設備的模型名，"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 

這個模型名是在設備樹文件的頭部定義的，定義當前設備的總體名稱。 

// 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";  
  ...  
  } 

但這并不是 kernel 對設備樹第一次進行處理的地方。在此之前已有其他的操作。函數(shù)調(diào)用棧如下： 

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 在內(nèi)存中的地址，這個地址在匯編階段（若鏡像為 zImage，那么在解壓縮階段就完成了）便獲取到了。由于執(zhí)行到 setup_arch 時 mmu 已經(jīng)使能并且 4K 的段頁表也已經(jīng)完成了映射，而 U-Boot 傳遞給 kernel 的設備樹 fdt 地址屬于物理地址，因此需要將物理地址轉換成虛擬地址。 

  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 

第一階段對設備樹的配置主要包括：

A 對 dtb 文件進行 crc32 校驗，檢測設備樹文件是否合法 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 

上面這個 chosen 信息可以在 kernel 起來后再次查看做了哪些修改。

第二階段

第二階段單純的是將設備樹 ABI 文件進行解壓縮，由 FDT 變成 EDT，生成相應的 device_node 結點。這個階段的函數(shù)調(diào)用棧如下： 

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 結點如下：

device_node 創(chuàng)建完成后，kernel 創(chuàng)建 platform_device 時依據(jù)這個階段完成的工作情況進行對應的設備注冊，供驅動代碼使用。