设备树_dtb文件分析

前言：我之前的原计划是没有打算写设备树dtb文件分析，但是情势所迫啊！，学习还是要一步一步来的。
在前面的章节提到过.dts文件以文本方式对系统设备树进行描述，经过Device Tree Compiler(dtc)将dts文件转换成二进制文件binary device tree blob(dtb)，.dtb文件可由Linux内核解析，有了device tree就可以在不改动Linux内核的情况下，对不同的平台实现无差异的支持，只需更换相应的dts文件即可。在前面的章节介绍过.dts格式设备树_dts格式(语法)

uboot需要将设备树在内存中的存储地址传给内核。DTB文件主要由大部分组成：头（Header）、结构块（Structure block）、字符串块（Strings block）。DTB文件格式如下图所示：

在DTB文件中数据存放的格式是大端，DTB文件头部结构体定义如下所示：

struct fdt_header {
    uint32_t magic;              //设备树魔数，固定为0xd00dfeed
    uint32_t totalsize;          //整个设备树的大小
    uint32_t off_dt_struct;      //保存结构块在整个设备树中的偏移  
    uint32_t off_dt_strings;     //保存的字符串块在设备树中的偏移
    uint32_t off_mem_rsvmap;     //保留内存区，该区保留了不能被内核动态分配的内存空间
    uint32_t version;            //设备树版本
    uint32_t last_comp_version;  //向下兼容版本号
    uint32_t boot_cpuid_phys;    //为在多核处理器中用于启动的主cpu的物理id
    uint32_t size_dt_strings;   //字符串块大小
    uint32_t size_dt_struct;    //结构块大小
};

1. magic表示：设备树魔数，固定为0xd00dfeed，打开DTB文件发现前四个字节为D0 0D FE ED
   
2. totalsize表示：整个设备树的大小，在前面打图中可以看出jz2440.dtb文件的大小为465 字节，下图红框框起来的16进制的数字为0x01d1转化为10进制位为465(和上图显示的一致)
   
3. off_dt_struct表示：结构块在整个设备树文件中的偏移地址 为0x48
   
4. off_dt_strings表示：字符串块在整个设备树文件中的偏移偏移地址 为0x188
   
5. off_mem_rsvmap表示：保存内存块在整个设备树文件中偏移地址 为0x28
   
6. 设备树版本的版本好0x11
   
7. 向下兼容版本号0x10
   
8. 在多核处理器中用于启动的主cpu的物理id
   
9. 字符串块大小为0x49
   
10. 结构块大小为0x140(320)
    
11. 根据对DTB文件头部的分析和描述内存保留区可知：偏移地址 为0x28，大小为两个64bit(16bytes)
    设备树dts中的内存保留信息会保存在内存保留块(memory reservation block)中

/* dts文件中的内存保留内容：*/
/memreserve/ 0x33f00000 0x100000;

DTB文件内存保留区用下面的结构体描述：

struct fdt_reserve_entry {
    uint64_t address;
    uint64_t size;
};

根据上面的内容可以知道：内存保留区的起始地址(address)为0x33f00000，大小(size)为0x100000。

• 根据对DTB文件头部的分析： 0x48 ~ 0x48+0x140(0x188)为结构块（Structure block）部分，设备树dts中节点的信息会保存在dtb文件中的结构块（Structure block）

/* dts文件中的节点信息内容：*/
/ {
	model = "SMDK24440";
	compatible = "samsung,smdk2440";

	#address-cells = <1>;
	#size-cells = <1>;
		
	memory {  /* /memory */
		device_type = "memory";
		reg =  <0x30000000 0x4000000 0 4096>;		
	};

	
/*
	cpus {
		cpu {
			compatible = "arm,arm926ej-s";
		};
	};
*/	
	chosen {
		bootargs = "noinitrd root=/dev/mtdblock4 rw init=/linuxrc console=ttySAC0,115200";
	};

	led {
		compatible = "jz2440_led";
		pin = ;
	};
};

DTB文件以节点node的形式保存了目标单板上的设备信息。如下所示（红线两边的部分）：
结构块（Structure block）部分用于描述设备树节点结构，以0x00000001表示节点的开始。(FDT_BEGIN_NODE)后面紧跟上节点的名字，以0x00000002 表示节点的结束(FDT_END_NODE)。
以0x00000003表示开始描述节点里面的一个属性(FDT_PROP)，在0x00000003后面紧跟一个结构体如下所示：

struct {
    uint32_t len;      //表示属性值的长度
    uint32_t nameoff;  //属性的名字在字符串块中的偏移
}

上面的这个结构体后紧跟着是属性值，属性的名字保存在字符串块（Strings block）中。以0x00000009表示整个节点结束。

• 根据对DTB文件头部的分析：0x188 ~ 0x188+0x1D1(0x465)为字符串块（Strings block）部分，如下图所示(红线到结束的部分)
  节点属性的名字全部放在字符串块（Strings block）中。并且属性的名字以0结尾。