2.1内核对设备树的处理——从源头分析_内核head.S对dtb的简单处理

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本章（第二章）内容是设备树讲解中最重要的一章。

设备树文件里面描述的信息可以分为以下三部分：

1. platform identification（平台信息）;
2. runtime configuration（运行时的配置信息）;
3. device population（设备的特性）;

实际上，内核对于设备树的处理也会分为三部分：

 bootloader在启动内核时，会设置r0，r1，r2三个寄存器，通过这三个寄存器将一些参数传给内核。其中：

• r0一般设置为0；
• r1一般设置为machine id（在使用设备树时该参数没有用到）；
• r2一般设置为ATAGS或DTB的开始地址；

问：machine id的作用是什么呢？

答：一个内核镜相uImage通常可以支持多种单板，如smdk2410，smdk2440，jz2440，这三种单板之间都有一些微小的差别，也就是说它们分别需要不同的初始化函数。

在内核代码中，它们都有一个用于描述自己的machine_desc结构体，里面有对应的初始化函数，还有一个nr（number）。

那么，当内核启动时，内核怎么知道它在哪个板子上运行，需要调用哪个初始化参数呢？

这就需要用uboot了，uboot需要把machine id传给内核，内核再根据uboot传入的machine id来匹配machine_desc结构体中的nr，如果两者相等就是匹配成功，就会调用对应machine_desc结构体中的初始化函数。

上面是没有使用设备树时的情况，在使用设备树时，r1可以不设置了，也就是不传入machine id，此时，r1可以随便设置。

r2是设备树或ATAGS的起始地址，ATAGS就是之前说的uboot向内核传参数的tag的起始地址。这里需要注意的就是，r2传入的可能是设备树的起始地址，也可能是tag的起始地址。

tag就是uboot对内核传入的启动参数， 对于tag，可以从下列课程处了解更多的相关信息。

下面大致看一下head.S。

 首先会获取processor id，然后跳到__lookup_processor_type，看看这款内核能不能支持这款CPU。

如果内核能够支持这款CPU的话，就会有相应的结构体被调用，在之后调用相应的初始化函数。

在代码里面，有很多.S文件，这些文件里面包含proc_info_list结构体(里面含有这类CPU的初始化函数、信息)。

 然后往下执行，有一个__vet_atags函数，这个函数就会判断r2传入的是tag的首地址还是dtb文件的首地址。

然后是__create_page_tables，这个主要是创建页表，也就是创建虚拟地址与物理地址的映射关系，这个先不深入。

继续向下，会使能MMU，使能MMU之后就要使用虚拟地址了。

进入__mmap_switched。

进入 __mmap_switched_data，可以看到里面都是一些变量和段的地址（C变量在汇编文件中出现时，变量名表示的该变量的地址）。

 继续往下，会从__mmap_switched_data中读值，经过第4步后会将C变量__atags_pointer的地址读到r2。

最后，再将之前保存到r8的tag或dtb首地址赋给地址为r2的内存空间，也就是__atags_pointer变量。

综上所述，在__mmap_switched中，经过一系列的汇编操作，最终会将：

• 把bootloader传来的r1值, 赋给了C变量: __machine_arch_type
• 把bootloader传来的r2值, 赋给了C变量: __atags_pointer     // dtb首地址

整个head.S的大致流程如下：

1. __lookup_processor_type : 使用汇编指令读取CPU ID, 根据该ID找到对应的proc_info_list结构体(里面含有这类CPU的初始化函数、信息)
2. __vet_atags             : 判断是否存在可用的ATAGS或DTB
3. __create_page_tables    : 创建页表, 即创建虚拟地址和物理地址的映射关系
4. __enable_mmu            : 使能MMU, 以后就要使用虚拟地址了
5. __mmap_switched         : 上述函数里将会调用__mmap_switched
6. 把bootloader传入的r2参数, 保存到变量__atags_pointer中
7. 调用C函数start_kernel

总的来说，head.S中所做的操作就是，将r2中保存的tag或dtb的首地址赋给了C变量__atags_pointer。

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