CN115794259B - 通过acpi生成设备树的方法 - Google Patents
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Abstract
通过ACPI生成设备树的方法，包括：安装设备ACPI信息导出工具；提取当前设备的ACPI表得到acpidump.bin；得到二进制的板载设备定义表文件、多APIC描述表文件、通用定时器描述表文件、串行端口控制台重定向表文件、二级系统描述符表文件；解析得到对应的源码文件dsl；获取设备树需要的关键性描述及其它基础属性；设置所有设备的兼容性描述；把获取到的所有信息按照设备树的标准编写方法，生成autotest.dts文件并编译成系统可识别的autotest.dtb。本发明通过ARM架构下的ACPI表自动生成设备树，让jailhouse在当前平台中可以使用自动生成的设备树文件虚拟化运行Linux系统。进而让jailhouse可以部署在使用ACPI的设备中，扩大jailhouse的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟化平台搭建技术领域，具体涉及通过ACPI生成设备树的方法。
背景技术
随着云、5G、IoT技术的发展，越来越多的边缘设备开始使用Linux，借助Linux生态可以轻而易举引入虚拟化软件，如qemu、kvm、Xen等。但是类似于Xen、Qemu这种虚拟化软件最初应用于通用PC甚至是高性能服务器，需要占用大量资源，往往不太适用于嵌入式场景。
Jailhouse是为了适配嵌入式场景而发布的嵌入式虚拟化软件，具有占用资源少、虚拟化损耗低、隔离安全性好等优点。该虚拟化软件只支持devicetree设备树管理，不支持ACPI设备管理。而很多5G、IoT、云设备使用ACPI设备管理，这类设备无法部署jailhouse虚拟化软件。
例如Jailhouse在ARM架构下虚拟化运行Linux时必须指定devicetree文件，而使用ACPI进行设备管理的设备生产厂商并不会对外提供当前设备对应的devicetree文件。当没有devicetree文件时，就需要通过芯片手册，配合设备原理图，自己编写一个全新的devicetree文件。
制作一个新的devicetree的编写和调试均需要花费大量时间。除此之外很多国内芯片并不会对外提供芯片手册，设备厂商也不会对外提供设备原理图。这样就无法在此设备中部署并使用Jailhouse虚拟化软件。
虚拟化管理软件Jailhouse在ARM架构下虚拟化运行Linux时需要制定devicetree文件，而Jailhouse软件并没有对外提供如何从ACPI设备表中自动生成devicetree文件，国外开源或闭源软件也同样不具备此功能。
发明内容
为解决已有技术存在的不足，本发明提供了一种通过ACPI生成设备树的方法，包括如下步骤：
步骤S1：安装设备ACPI信息导出工具；
步骤S2：使用设备ACPI信息导出工具提取当前设备的ACPI表得到acpidump.bin；
步骤S3：使用ACPI信息提取工具提取步骤2中得到的acpidump.bin二进制ACPI表得到二进制的板载设备定义表文件dsdt.dat、多APIC描述表文件apic.dat、通用定时器描述表文件gtdt.dat、串行端口控制台重定向表文件spcr.dat、二级系统描述符表文件ssdt.dat；
步骤S4：使用iasl工具对步骤3中得到的五个dat进行解析得到对应的源码文件dsl；
步骤S5：基于步骤S4所得到的源码文件dsl获取设备树需要的关键性描述；
步骤S6：设置设备树关键性描述之外的其它基础属性；
步骤S7：设置所有设备的兼容性描述；
步骤S8：把获取到的所有信息按照设备树的标准编写方法，生成autotest.dts文件；
步骤S9：使用dtc工具把autotest.dts编译成系统可识别的autotest.dtb；
步骤S10：在当前平台上使用autotest.dtb执行Jailhouse虚拟化linux系统命令，可以看到linux系统成功启动。
其中，所述步骤S4中，使用iasl工具对步骤3中得到的五个dat进行解析得到对应的源码文件dsl包括多APIC描述表源码文件apic.dsl、多APIC描述表源码文件apic.dsl、通用定时器描述表源码文件gtdt.dsl、串行端口控制台重定向表源码文件spcr.dsl及二级系统描述符表源码文件ssdt.dsl。
其中，所述步骤S5包括：
步骤S51：通过板载设备定义表源码文件dsdt.dsl获取设备树中用到的soc设备中的板载设备、内存映射、pmu、psci关键性描述；
步骤S52：通过通用定时器描述表源码文件gtdt.dsl获取设备树中用到的时钟、定时器关键性描述；
步骤S53：通过串行端口控制台重定向表源码文件spcr.dsl获取设备树中用到的控制台串口关键性描述；
步骤S54：通过二级系统描述符表源码文件ssdt.dsl获取PCIE设备相关的关键性描述。
其中，所述步骤S6包括：所设置的设备树关键性描述之外的其它基础属性包括根路径、CPU资源、中断控制器资源、时钟资源、soc资源的地址空间长度描述、大小长度描述、中断向量长度描述。
其中，所述步骤S7中，还针对每一个设备进行下列操作：
步骤S71：获取根据ACPI表的板载设备定义表源码文件（dsdt.dsl）中的硬件ID字段UID；
步骤S72：根据UID定位到具体芯片对应的内核源码文件src.c；
步骤S73：在内核源码文件src.c中查找devicetree的兼容性描述。
本发明通过ARM架构下的ACPI表自动生成devicetree，让jailhouse在当前平台中可以使用自动生成的devicetree文件虚拟化运行Linux系统。进而让jailhouse可以部署在使用ACPI的设备中，扩大jailhouse的应用领域。
附图说明
图1为本发明的通过ACPI生成设备树的方法的实现流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术方案及有益效果有更进一步的了解，下面结合附图详细说明本发明的技术方案及其产生的有益效果。
本发明中所涉及到的一些相关术语解释如下：
ACPI,Advanced Configuration and Power Interface缩写。是高级配置与电源管理接口的意思，是微软、英特尔和东芝共同开发的一种工业标准。通常用在X86架构下，如个人PC、高性能服务器、工控机。ACPI是一种硬件资源的定义规范，使用ACPI可以更让操作系统厂商屏蔽底层硬件具体差异，可以让操作系统无需修改即可适配所有的ACPI硬件平台。
acpidump，ACPI相关信息通常存储在设备内部的BIOS芯片中。为了查看设备的ACPI相关信息需要借助专门的工具，即acpidump工具。该工具能够以二进制的方式读取出ACPI相关信息。使用acpidump -o xxxx命令即可读取ACPI信息并输出到xxxx文件中,但是该文件是人类不可读的文件，需要进一步使用其他工具对该文件进行翻译。例如acpidump-o acpidump.bin，意思为提取当前设备ACPI信息到acpidump.bin文件中。
acpixtract，该工具运行在linux平台，用于从acpidump.bin中提取数据，并以数据文件的形式展现给用户。使用acpixtract -a acpidump.bin，可以自动得到多个文件，分别为dsdt.dat、ssdt.dat、apic.dat、mcfg.dat、gtdt.dat、facp.dat、iort.dat、spcr.dat、vfct.dat。其中dsdt.dat文件存储的信息是板载设备定义表，该文件规定所有的板载设备的内存空间、中断号等信息。ssdt.dsl文件存储的信息是pci设备相关定义。
dat/dsl/aml,以dat为后缀的文件，它是二进制格式的文件，人类无法直接阅读。以dsl为后缀的文件，它是dat文件通过专用工具翻译后得到的文件，它可以被人类读懂，也可以使用文本编辑器对该文件进行修改。以aml为后缀的文件，它是linux系统可以识别并执行的文件，只有这种文件才能正确加载到系统中。
iasl,该工具运行在linux平台，用于把acpixtract工具输出的人类无法阅读的*.dat文件转换成*.dsl文件，该文件可以被人类阅读，也可以使用文本编辑器对dsl进行修改。使用iasl-d dsdt.dat命令，可以自动把dsdt.dat文件翻译成dsdt.dsl文件。使用iasl-sa dsdt.dsl命令，可以自动把dsdt.dsl文件转换成dsdt.aml汇编文件。
Devicetree,设备树，是ARM架构下的底层设备和资源的定义规范。
ARM架构使用devicetree技术，屏蔽底层设备差异，让操作系统可以无需修改即可适配多种平台。通常嵌入式平台均使用Devicetree的方式定义硬件资源。
DTS,即Device Tree Source，是devicetree的描述文件源码。
DTB，即Device Tree Blob，是编译后的二进制格式的Device Tree描述，只有DTB格式的文件才能被系统识别和执行。
Jailhouse，一种可以运行在linux系统上的软件，这个软件可以用来运行其他操作系统，包括linux、windows、VxWorks、FreeRTOS等。它的运行效率比较高、占用资源少，但是功能简陋，目前该软件。
本发明的总体思路如下：
本发明先把存储在设备BIOS内的ACPI信息导出到acpidump.bin文件中，再提取acpidump.bin文件中的板载设备定义表文件（dsdt.dat）、多APIC描述表文件（apic.dat）、通用定时器描述表文件（gtdt.dat）、串行端口控制台重定向表文件（spcr.dat）、二级系统描述符表文件（ssdt.dat）。并把上述五个文件通过iasl工具翻译成人类可读的文本dsl源码文件。
通过多APIC描述表源码文件（apic.dsl）获取devicetree中用到的cpuid、gic等关键性描述；通过板载设备定义表源码文件（dsdt.dsl）获取devicetree中用到的soc设备中的板载设备、内存映射、pmu、psci关键性描述；通过通用定时器描述表源码文件（gtdt.dsl）获取devicetree中用到的时钟、定时器关键性描述；通过串行端口控制台重定向表源码文件（spcr.dsl）获取devicetree中用到的控制台串口关键性描述；通过二级系统描述符表源码文件（ssdt.dsl）获取PCIE设备相关的关键性描述。在获取上述信息后可编写出devicetree文件的绝大部分内容。
剩下内容既根路径、CPU资源、中断控制器资源、时钟资源、soc资源的地址空间长度描述、大小长度描述、中断向量长度描述。其中一般设置地址空间长度描述为2、大小长度描述为2、中断向量长度描述为3。
此时还剩最后一个工作，即为填写所有设备的兼容性描述，这部分内容获取根据ACPI表的板载设备定义表源码文件（dsdt.dsl）中的硬件ID字段定位到具体的内核源码文件，在此文件中搜索devicetree的兼容性描述，此描述即是正确的兼容性描述。
此时自动生成devicetree的所有信息均已获取，按照devicetree的标准格式生成devicetree，即autotest.dts。再使用dtc软件把autotest.dts编译成计算机可识别的autotest.dtb。使用autotest.dtb即可在当前平台上使用jailhouse虚拟化运行Linux系统。
图1为本发明的通过ACPI生成设备树的方法的实现流程图，请结合图1所示，以ARM架构的实体机安装银河麒麟V10桌面版系统为例，实施步骤如下：
1、安装设备ACPI信息导出工具。
2、使用设备ACPI信息导出工具提取当前设备的ACPI表得到acpidump.bin。
3、使用ACPI信息提取工具提取步骤2中得到的acpidump.bin二进制ACPI表得到二进制的板载设备定义表文件dsdt.dat、多APIC描述表文件apic.dat、通用定时器描述表文件gtdt.dat、串行端口控制台重定向表文件spcr.dat、二级系统描述符表文件ssdt.dat。
4、使用iasl工具对步骤3中得到的五个dat进行解析得到对应的源码文件dsl。
5、通过多APIC描述表源码文件（apic.dsl）获取devicetree中用到的cpuid、gic等关键性描述。
6、通过板载设备定义表源码文件（dsdt.dsl）获取devicetree中用到的soc设备中的板载设备、内存映射、pmu、psci关键性描述。
7、通过通用定时器描述表源码文件（gtdt.dsl）获取devicetree中用到的时钟、定时器关键性描述。
8、通过串行端口控制台重定向表源码文件（spcr.dsl）获取devicetree中用到的控制台串口关键性描述。
9、通过二级系统描述符表源码文件（ssdt.dsl）获取PCIE设备相关的关键性描述。
10、设置根路径、CPU资源、中断控制器资源、时钟资源、soc资源的地址空间长度描述、大小长度描述、中断向量长度描述。
11、设置所有设备的兼容性描述，针对每一个设备进行下列操作
11.1获取根据ACPI表的板载设备定义表源码文件（dsdt.dsl）中的硬件ID字段UID；
11.2 根据UID定位到具体芯片对应的内核源码文件src.c；
11.3在内核源码文件src.c中查找devicetree的兼容性描述。
12、把获取到的所有信息按照devicetree的标准编写方法，生成autotest.dts文件。
13、使用dtc工具把autotest.dts编译成系统可识别的autotest.dtb。
14、在当前平台上使用autotest.dtb执行Jailhouse虚拟化linux系统命令，可以看到linux系统成功启动。
本发明使用acpidump工具组得到板载设备定义表文件、多APIC描述表文件、通用定时器描述表文件、串行端口控制台重定向表文件、二级系统描述符表文件，并从中获得cpuid、gic、内存映射、pmu、psci、时钟、定时器、控制台串口、soc设备中的板载设备关键性描述，生成当前平台的devicetree文件。
本发明通过ARM架构下的ACPI表自动生成devicetree，让jailhouse在当前平台中可以使用自动生成的devicetree文件虚拟化运行Linux系统。进而让jailhouse可以部署在使用ACPI的设备中，扩大jailhouse的应用领域。
虽然本发明已利用上述较佳实施例进行说明，然其并非用以限定本发明的保护范围，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围之内，相对上述实施例进行各种变动与修改仍属本发明所保护的范围，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为准。
Claims (3)
1.通过ACPI生成设备树的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：安装设备ACPI信息导出工具；
步骤S2：使用设备ACPI信息导出工具提取当前设备的ACPI表得到acpidump.bin；
步骤S3：使用ACPI信息提取工具提取步骤S2中得到的acpidump.bin二进制ACPI表得到二进制的板载设备定义表文件dsdt.dat、多APIC描述表文件apic.dat、通用定时器描述表文件gtdt.dat、串行端口控制台重定向表文件spcr.dat、二级系统描述符表文件ssdt.dat；
步骤S4：使用iasl工具对步骤S3中得到的五个dat进行解析得到对应的源码文件dsl；
步骤S5：基于步骤S4所得到的源码文件dsl获取设备树需要的关键性描述；
步骤S6：设置设备树关键性描述之外的其它基础属性；
步骤S7：设置所有设备的兼容性描述；
步骤S8：把获取到的所有信息按照设备树的标准编写方法，生成autotest.dts文件；
步骤S9：使用dtc工具把autotest.dts编译成系统可识别的autotest.dtb；
步骤S10：在当前平台上使用autotest.dtb执行Jailhouse虚拟化linux系统命令，可以看到linux系统成功启动；
所述步骤S5包括：
步骤S51：通过板载设备定义表源码文件dsdt.dsl获取设备树中用到的soc设备中的板载设备、内存映射、pmu、psci关键性描述；
步骤S52：通过通用定时器描述表源码文件gtdt.dsl获取设备树中用到的时钟、定时器关键性描述；
步骤S53：通过串行端口控制台重定向表源码文件spcr.dsl获取设备树中用到的控制台串口关键性描述；
步骤S54：通过二级系统描述符表源码文件ssdt.dsl获取PCIE设备相关的关键性描述；
所述步骤S6包括：所设置的设备树关键性描述之外的其它基础属性包括根路径、CPU资源、中断控制器资源、时钟资源、soc资源的地址空间长度描述、大小长度描述、中断向量长度描述。
2.根据权利要求1所述的通过ACPI生成设备树的方法，其特征在于，所述步骤S4中，使用iasl工具对步骤S3中得到的五个dat进行解析得到对应的源码文件dsl包括板载设备定义表源码文件gtdt.dsl、多APIC描述表源码文件apic.dsl、通用定时器描述表源码文件gtdt.dsl、串行端口控制台重定向表源码文件spcr.dsl及二级系统描述符表源码文件ssdt.dsl。
3.根据权利要求1所述的通过ACPI生成设备树的方法，其特征在于，所述步骤S7中，还针对每一个设备进行下列操作：
步骤S71：获取根据ACPI表的板载设备定义表源码文件dsdt.dsl中的硬件ID字段UID；
步骤S72：根据UID定位到具体芯片对应的内核源码文件src.c；
步骤S73：在内核源码文件src.c中查找devicetree的兼容性描述。
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