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我眼中的Linux设备树(六memory&chosen节点)

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六 memory&chosen节点

根节点那一节我们说过,最简单的设备树也必须包含cpus节点和memory节点。memory节点用来描述硬件内存布局的。如果有多块内存,既可以通过多个memory节点表示,也可以通过一个memory节点的reg属性的多个元素支持。举一个例子,假如某个64位的系统有两块内存,分别是

• RAM: 起始地址 0x0, 长度 0x80000000 (2GB)

• RAM: 起始地址 0x100000000, 长度 0x100000000 (4GB)

对于64位的系统,根节点的#address-cells属性和#size-cells属性都设置成2。一个memory节点的形式如下(还记得前几节说过节点地址必须和reg属性第一个地址相同的事情吧):

memory@0 {

device_type = "memory"

reg = <0x000000000 0x00000000 0x00000000 0x80000000

0x000000001 0x00000000 0x00000001 0x00000000>

}

两个memory节点的形式如下:

memory@0 {

device_type = "memory"

reg = <0x000000000 0x00000000 0x00000000 0x80000000>

}

memory@100000000 {

device_type = "memory"

reg = <0x000000001 0x00000000 0x00000001 0x00000000>

}

chosen节点也位于根节点下,该节点用来给内核传递参数(不代表实际硬件)。对于Linux内核,该节点下最有用的属性是bootargs,该属性的类型是字符串,用来向Linux内核传递cmdline。规范中还定义了stdout-path和stdin-path两个可选的、字符串类型的属性,这两个属性的目的是用来指定标准输入输出设备的,在linux中,这两个属性基本不用。

memory和chosen节点在内核初始化的代码都位于start_kernel()->setup_arch()->setup_machine_fdt()->early_init_dt_scan_nodes()函数中(位于drivers/of/fdt.c),复制代码如下(本节所有代码都来自官方内核4.4-rc7版本):

1078 void __init early_init_dt_scan_nodes(void)

1079 {

1080 /* Retrieve various information from the /chosen node */

1081 of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_chosen, boot_command_line)

1082

1083 /* Initialize {size,address}-cells info */

1084 of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_root, NULL)

1085

1086 /* Setup memory, calling early_init_dt_add_memory_arch */

1087 of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_memory, NULL)

1088 }

of_scan_flat_dt函数扫描整个设备树,实际的动作是在回调函数中完成的。第1081行是对chosen节点操作,该行代码的作用是将节点下的bootargs属性的字符串拷贝到boot_command_line指向的内存中。boot_command_line是内核的一个全局变量,在内核的多处都会用到。第1084行是根据根节点的#address-cells属性和#size-cells属性初始化全局变量dt_root_size_cells和dt_root_addr_cells,还记得前边说过如果没有设置属性的话就用默认值,这些都在early_init_dt_scan_root函数中实现。第1087行是对内存进行初始化,复制early_init_dt_scan_memory部分代码如下:

893 /**

894 * early_init_dt_scan_memory - Look for an parse memory node

895 */

896 int __init early_init_dt_scan_memory(unsigned long node, const char *uname,

897 int depth, void *data)

898 {

899 const char *type = of_get_flat_dt_prop(node, "device_type", NULL)

900 const __be32 *reg, *end

901 int l

902

903 /* We are scanning "memory" nodes only */

904 if (type == NULL) {

905 /*

906 * The longtrail doesn't have a device_type on the

907 * /memory node, so look for the node called /memory@0.

908 */

909 if (!IS_ENABLED(CONFIG_PPC32) || depth != 1 || strcmp(uname, "memory@0") != 0)

910 return 0

911 } else if (strcmp(type, "memory") != 0)

912 return 0

913

914 reg = of_get_flat_dt_prop(node, "linux,usable-memory", &l)

915 if (reg == NULL)

916 reg = of_get_flat_dt_prop(node, "reg", &l)

917 if (reg == NULL)

918 return 0

919

920 endp = reg + (l / sizeof(__be32))

921

922 pr_debug("memory scan node %s, reg size %d,\n", uname, l)

923

924 while ((endp - reg) >= (dt_root_addr_cells + dt_root_size_cells)) {

925 u64 base, size

926

927 base = dt_mem_next_cell(dt_root_addr_cells, &reg)

928 size = dt_mem_next_cell(dt_root_size_cells, &reg)

929

930 if (size == 0)

931 continue

932 pr_debug(" - %llx , %llx\n", (unsigned long long)base,

933 (unsigned long long)size)

934

935 early_init_dt_add_memory_arch(base, size)

936 }

937

938 return 0

939 }

第914行可以看出linux内核不仅支持reg属性,也支持linux,usable-memory属性。对于dt_root_addr_cells和dt_root_size_cells的使用也能看出根节点的#address-cells属性和#size-cells属性都是用来描述内存地址和大小的。得到每块内存的起始地址和大小后,在第935行调用early_init_dt_add_memory_arch函数,复制代码如下:

983 void __init __weak early_init_dt_add_memory_arch(u64 base, u64 size)

984 {

985 const u64 phys_offset = __pa(PAGE_OFFSET)

986

987 if (!PAGE_ALIGNED(base)) {

988 if (size < PAGE_SIZE - (base & ~PAGE_MASK)) {

989 pr_warn("Ignoring memory block 0x%llx - 0x%llx\n",

990 base, base + size)

991 retur

992 }

993 size -= PAGE_SIZE - (base & ~PAGE_MASK)

994 base = PAGE_ALIGN(base)

995 }

996 size &= PAGE_MASK

997

998 if (base > MAX_MEMBLOCK_ADDR) {

999 pr_warning("Ignoring memory block 0x%llx - 0x%llx\n",

1000 base, base + size)

1001 retur

1002 }

1003

1004 if (base + size - 1 > MAX_MEMBLOCK_ADDR) {

1005 pr_warning("Ignoring memory range 0x%llx - 0x%llx\n",

1006 ((u64)MAX_MEMBLOCK_ADDR) + 1, base + size)

1007 size = MAX_MEMBLOCK_ADDR - base + 1

1008 }

1009

1010 if (base + size < phys_offset) {

1011 pr_warning("Ignoring memory block 0x%llx - 0x%llx\n",

1012 base, base + size)

1013 retur

1014 }

1015 if (base < phys_offset) {

1016 pr_warning("Ignoring memory range 0x%llx - 0x%llx\n",

1015 if (base < phys_offset) {

1016 pr_warning("Ignoring memory range 0x%llx - 0x%llx\n",

1017 base, phys_offset)

1018 size -= phys_offset - base

1019 base = phys_offset

1020 }

1021 memblock_add(base, size)

1022 }

从以上代码可以看出内核对地址和大小做了一系列判断后,最后调用memblock_add将内存块加入内核。

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