[Linux外设驱动详解]RK3588 U-Boot到Linux内核参数传递机制详解

RK3588 U-Boot到Linux内核参数传递机制详解

目录

1. 概述
2. 参数传递方式总览
3. 设备树(FDT)传递机制
4. Rockchip ATAGS传递机制
5. bootm命令执行流程
6. RK3588平台特定实现
7. 参数传递完整流程图

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概述

在RK3588平台上，U-Boot向Linux内核传递参数是系统启动过程中的关键环节。RK3588作为ARM64架构的SoC，主要使用设备树(Flattened Device Tree, FDT)作为参数传递方式，同时Rockchip自定义了一套ATAGS机制用于内部bootloader阶段间的参数传递。

关键源文件位置

功能模块	主要源文件
bootm命令核心	common/bootm.c
ARM架构特定	arch/arm/lib/bootm.c
FDT处理	common/image-fdt.c
FDT支持函数	common/fdt_support.c
Rockchip ATAGS	arch/arm/mach-rockchip/rk_atags.c
RK3588平台	arch/arm/mach-rockchip/rk3588/rk3588.c
参数解析	arch/arm/mach-rockchip/param.c

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参数传递方式总览

1. 主要参数传递方式

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ U-Boot 参数传递架构 │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ │ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │ │ Rockchip │ │ 标准ARM64 │ │ │ │ ATAGS机制 │ │ FDT机制 │ │ │ │ (内部使用) │ │ (传给内核) │ │ │ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ │ │ │ │ │ │ ▼ ▼ │ │ ┌─────────────────────────────────────────┐ │ │ │ 参数数据结构 │ │ │ │ - DDR内存信息 │ │ │ │ - ATF/OPTEE内存区域 │ │ │ │ - 启动设备信息 │ │ │ │ - 串口配置 │ │ │ │ - 固件版本信息 │ │ │ └─────────────────────────────────────────┘ │ │ │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

2. ATAGS vs FDT对比

特性	Rockchip ATAGS	设备树(FDT)
用途	Rockchip内部bootloader间通信	向Linux内核传递硬件配置
位置	DDR基地址 + 2M - 8K	内核指定的内存地址
大小	最大8KB	可扩展，受限于内存
标准	Rockchip私有标准	ARM官方标准
数据格式	Tag列表结构	扁平化二进制树结构
内核识别	不直接识别	完全支持

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设备树(FDT)传递机制

1. FDT在bootm命令中的处理流程

// common/bootm.cintdo_bootm_states(cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*constargv[],intstates,bootm_headers_t*images,intboot_progress){// 状态机处理bootm的各个阶段if(states&BOOTM_STATE_START)ret=bootm_start(cmdtp,flag,argc,argv);if(!ret&&(states&BOOTM_STATE_FINDOS))ret=bootm_find_os(cmdtp,flag,argc,argv);if(!ret&&(states&BOOTM_STATE_FINDOTHER))ret=bootm_find_other(cmdtp,flag,argc,argv);// ... 其他状态处理}

2. FDT的获取与加载

// common/image-fdt.cintboot_get_fdt(intflag,intargc,char*constargv[],uint8_tarch,bootm_headers_t*images,char**of_flat_tree,ulong*of_size){// 从多个来源获取FDT:// 1. FIT镜像中的fdt节点// 2. 独立的dtb文件// 3. Legacy多组件镜像中的fdt部分switch(genimg_get_format(buf)){caseIMAGE_FORMAT_FIT:// FIT格式处理if(fit_check_format(buf)){fdt_noffset=boot_get_fdt_fit(images,fdt_addr,&fit_uname_fdt,&fit_uname_config,arch,&load,&len);}break;// ... 其他格式}}

3. FDT的重定位

// common/image-fdt.cintboot_relocate_fdt(structlmb*lmb,char**of_flat_tree,ulong*of_size){void*fdt_blob=*of_flat_tree;void*of_start=NULL;char*fdt_high;ulong of_len=0;// 考虑fdt_high环境变量fdt_high=env_get("fdt_high");if(fdt_high){void*desired_addr=(void*)simple_strtoul(fdt_high,NULL,16);if(((ulong)desired_addr)==~0UL){/* 0xFFFFFFFF表示使用原地fdt，不重定位 */of_start=fdt_blob;}elseif(desired_addr){/* 使用指定地址 */of_start=(void*)(ulong)lmb_alloc_base(lmb,of_len,0x1000,(ulong)desired_addr);}}// 使用fdt_open_into进行重定位err=fdt_open_into(fdt_blob,of_start,of_len);*of_flat_tree=of_start;*of_size=of_len;return0;}

4. FDT的内容修复(fdt_fixup)

// common/fdt_support.cintfdt_chosen(void*fdt){intnodeoffset;/* 查找或创建/chosen节点 */nodeoffset=fdt_find_or_add_subnode(fdt,0,"chosen");/* 设置bootargs */str=board_fdt_chosen_bootargs(fdt);if(str){err=fdt_setprop(fdt,nodeoffset,"bootargs",str,strlen(str)+1);}/* 设置stdout路径 */returnfdt_fixup_stdout(fdt,nodeoffset);}intfdt_initrd(void*fdt,ulong initrd_start,ulong initrd_end){intnodeoffset;/* 找到/chosen节点 */nodeoffset=fdt_find_or_add_subnode(fdt,0,"chosen");/* 添加内存保留区域 */fdt_add_mem_rsv(fdt,initrd_start,initrd_end-initrd_start);/* 设置initrd起始和结束地址 */is_u64=(fdt_address_cells(fdt,0)==2);fdt_setprop_uxx(fdt,nodeoffset,"linux,initrd-start",(uint64_t)initrd_start,is_u64);fdt_setprop_uxx(fdt,nodeoffset,"linux,initrd-end",(uint64_t)initrd_end,is_u64);return0;}

5. ARM64架构的内核跳转

// arch/arm/lib/bootm.cstaticvoidboot_jump_linux(bootm_headers_t*images,intflag){#ifdefCONFIG_ARM64void(*kernel_entry)(void