DTB(Device Tree Blob) 주소와 크기에 대한 제약

오늘은 부트로더가 DTB를 물리 메모리에 올릴때 지켜야할 몇 가지 제약들과, 그 이유에 대해서 살펴볼 예정이다.

Booting.txt

  Booting.txt는 부팅 과정 이전에 부트로더가 수행하는 일들을 쉽게 설명한 문서이다. 이 문서는 kernel documentation에서 찾을 수 있다.

  이 문서에는 디바이스 트리 관련하여 부트로더가 지켜야할 몇가지 규칙이 있다. 이 규칙은 arm64: use fixmap region for permanent FDT 커밋을 기준으로 크게 변경되었다. 변경된 항목들은 다음과 같다.

커밋 이전

1. 8Byte 단위로 정렬되어 있어야 한다.
2. 커널 이미지 시작으로부터 512MB 이내에 있어야 한다.
3. 2MB 경계선(Boundary)를 넘어서는 안된다.
4. 2MB보다 작아야 한다.

커밋 이후

1. 8Byte 단위로 정렬되어 있어야 한다.
2. 2MB보다 작아야 한다.

  커밋 이후로, 2번과 3번 항목이 사라졌다. 먼저 이 커밋 내용을 설명하면서 2번 항목이 사라진 이유에 대하 먼저 알아보자.

arm64: use fixmap region for permanent FDT

  커밋 이름만 봐도 유추할 수 있듯이, 해당 커밋은 Fixmap에 FDT 영역을 추가하고 FDT를 swapper_pg_dir(커널의 이미지를 매핑한 페이지 테이블)에 매핑하는 대신에 ,활성화된 Fixmap영역에 매핑시키도록 하는 내용이다.

1. Fist 512MB region rule

  기존의 방식은 이미 만들어진 페이지 테이블을 이용하는 방식이기에, 새로운 엔트리를 할당받으면 안된다. 따라서 FDT를 매핑하기 위해서는 섹션 매핑을 하거나, 기존의 PTE를 공유하도록 만들어야 한다. 이런 이유로 2번 항목이 존재했다.

2. 2MB Boundary rule

  3번 항목이 존재한 이유는, 4K paging일때 한 개의 섹션 매핑으로 FDT를 전부 매핑하도록 하기 위함이였다. 하지만 커밋이 된 이후, 이 항목은 사려졌는데, 코드를 살펴보면서 이 제약을 어떻게 없앴는지 알아보자.

  위 코드는 Fixmap 영역의 변동사항을 보여준다. 자세히 살펴보면, FIX_FDT_SIZE는 2MB가 아니라 4MB로 설정되어 있음을 볼 수 있다. 이는 FDT의 물리 주소가 2MB 경계선에 걸칠 수 있기 때문이다.

fixmap_remap_fdt 요약

  FDT는 8Byte Align되어 있기에, 블록 매핑을 위해 2MB로 Round Down한 주소를 매핑하더라도, Magic과 Size(FDT의 처음 8바이트)를 접근할 수 있게 된다.

  FDT를 사이즈를 읽은 다음 추가로 블록 매핑이 필요하면 나머지 부분을 매핑을 한다. 이 과정이 끝나면 FDT의 물리 주소는 Fixmap의 FIX_FDT로 매핑된다.