[kernel 启动流程] （第四章）第一阶段之——dtb的验证【转】

本文主要是介绍[kernel 启动流程] （第四章）第一阶段之——dtb的验证【转】，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

转自：https://blog.csdn.net/ooonebook/article/details/52797211

本文是基于arm平台。例子都是以tiny210（s5pv210 armv7）为基础的。
[kernel 启动流程]系列：

[kernel 启动流程] 前篇——vmlinux.lds分析
[kernel 启动流程] （第一章）概述
[kernel 启动流程] （第二章）第一阶段之——设置SVC、关闭中断
[kernel 启动流程] （第三章）第一阶段之——proc info的获取
[kernel 启动流程] （第四章）第一阶段之——dtb的验证
[kernel 启动流程] （第五章）第一阶段之——临时内核页表的创建
[kernel 启动流程] （第六章）第一阶段之——打开MMU
[kernel 启动流程] （第七章）第一阶段之——跳转到start_kernel
建议参考文档：

ARMV7官方数据手册
ARM的CP15协处理器的寄存器
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零、说明
本文是《[kernel 启动流程] （第一章）概述》的延伸，
阅读本文前建议先阅读《[kernel 启动流程] （第一章）概述》

1、kernel启动流程第一阶段简单说明
arch/arm/kernel/head.S

kernel入口地址对应stext
ENTRY(stext)
1
第一阶段要做的事情，也就是stext的实现内容

设置为SVC模式，关闭所有中断
获取CPU ID，提取相应的proc info
验证tags或者dtb
创建页表项
配置r13寄存器，也就是设置打开MMU之后要跳转到的函数。
使能MMU
跳转到start_kernel，也就是跳转到第二阶段
本文要介绍的是“验证tags或者dtb的合法性”的部分。因为现在基本上很少使用atags，所以这里我们只说dtb的部分。

2、疑问
主要带着以下几个问题去理解

dtb是什么？为什么要验证dtb的合法性？
如何验证dtb的合法性？
3、对应代码实现
__HEAD
ENTRY(stext)
/*
* r1 = machine no, r2 = atags or dtb,
* r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
*/
bl __vet_atags

一、DTB说明
这部分建议直接参考wowo的dtb的文章
Device Tree（一）：背景介绍
Device Tree（二）：基本概念
Device Tree（三）：代码分析
简单说明，dtb里面存放了各种硬件信息，如果dtb有问题，会导致后续开机过程中读取的设备信息有问题而导致无法开机。

二、如何验证了一个dtb是否合法
1、原理说明
在生成dtb的时候会在头部上添加一个幻数magic，而验证dtb是否合法主要也就是看这个dtb的magic是否和预期的值一致。
2、dtb结构如下

结构体如下
DTB header
alignment gap
memory reserve map
alignment gap
device-tree structure
alignment gap
device-tree string
3、dtb header结构如下：

结构体如下
magic
totalsize
off_dt_struct
off_dt_strings
off_mem_rsvmap
version
……
其中，magic是一个固定的值，0xd00dfeed（大端）或者0xedfe0dd0（小端）。
以s5pv210-tiny210.dtb为例：
执行”hexdump -C s5pv210-tiny210.dtb | more”命令

@:dts$ hexdump -C s5pv210-tiny210.dtb | more
00000000 d0 0d fe ed 00 00 5a cc 00 00 00 38 00 00 58 14 |......Z....8..X.|
00000010 00 00 00 28 00 00 00 11 00 00 00 10 00 00 00 00 |...(............|

可以看到dtb的前面4个字节就是0xd00dfeed，也就是magic。
综上，我们只要提取待验证dtb的地址上的数据的前四个字节，与0xd00dfeed（大端）或者0xedfe0dd0（小端）进行比较，如果匹配的话，就说明对应待验证dtb就是一个合法的dtb。

三、代码分析
具体就是分析__vet_atags的实现。
通过《[kernel 启动流程] （第一章）概述》，我们已经知道r2上存放的是dtb的地址指针，而代码中所要做的，就是要通过这个地址指针，获取前四个字节，去和dtb应有的幻数，也就是0xd00dfeed（大端）或者0xedfe0dd0（小端）进行比较。匹配的话，则说明这是一个合法的dtb。
代码如下(省略了验证atags的部分)：
arch/arm/kernel/head-common.S

__vet_atags:
tst r2, #0x3 @ aligned?保证dtb的地址是四字节对齐的
bne 1f

ldr r5, [r2, #0] @获取dtb的前四个字节，存放在r5寄存器中
#ifdef CONFIG_OF_FLATTREE
ldr r6, =OF_DT_MAGIC @ is it a DTB?，获取dtb的幻数，0xd00dfeed（大端）或者0xedfe0dd0（小端）
cmp r5, r6 @前四个字节和幻数进行对比
beq 2f @匹配，则说明是一个合法的dtb文件，跳到2
#endif
bne 1f @不匹配，跳到1

2: ret lr @ atag/dtb pointer is ok，直接返回，此时r2存放了dtb的地址

1: mov r2, #0@错误返回，此时，r2上是0
ret lr
ENDPROC(__vet_atags)

DTB的幻数，也就是OF_DT_MAGIC定义如下：
arch/arm/kernel/head-common.S

#ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
#define OF_DT_MAGIC 0xd00dfeed
#else
#define OF_DT_MAGIC 0xedfe0dd0 /* 0xd00dfeed in big-endian */
#endif

综上，验证dtb的工作完成。
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