Optimiza las DTO

En esta página, se analizan las optimizaciones que puedes realizar en la implementación de la superposición del árbol de dispositivos (DTO), se describen las restricciones contra la superposición del nodo raíz y se detalla cómo configurar superposiciones comprimidas en la imagen de DTBO. También se proporcionan instrucciones de implementación y código de muestra.

Línea de comandos del kernel

La línea de comandos del kernel original en el árbol de dispositivos (DT) se encuentra en el nodo chosen/bootargs. El bootloader debe concatenar esta ubicación con otras fuentes de la línea de comandos del kernel:

/dts-v1/;

/ {
  chosen: chosen {
    bootargs = "...";
  };
};

DTO no puede concatenar valores de DT principal y DT de superposición, por lo que debes colocar la línea de comandos del kernel del DT principal en chosen/bootargs y la línea de comandos del kernel de la DT de superposición en chosen/bootargs_ext. Luego, el bootloader puede concatenar estas ubicaciones y pasar el resultado al kernel.

/dts-v1/;

/ {
  chosen: chosen {
    bootargs = "...";
  };
};

/dts-v1/;
/plugin/;

&chosen {
  bootargs_ext = "...";
};

libufdt

Si bien la versión más reciente de libfdt es compatible con DTO, se recomienda usar libufdt para implementar DTO (fuente del AOSP en platform/system/libufdt). libufdt compila una estructura de árbol real (árbol de dispositivos sin compactar o ufdt) a partir del árbol de dispositivos aplanado (FDT), de modo que pueda mejorar la combinación de dos archivos .dtb de O(N²) a O(N), donde N es el número del árbol O(N).

Pruebas de rendimiento

En las pruebas internas de Google, usar libufdt en 2,405 nodos DT .dtb y 283 .dtbo genera tamaños de archivo de 70,618 y 8,566 bytes después de la compilación. En comparación con una implementación de DTO portada desde FreeBSD (entorno de ejecución de 124 ms), el entorno de ejecución de DTO de libufdt es de 10 ms.

Pruebas de rendimiento para dispositivos Pixel en comparación con libufdt y libfdt. El efecto de la cantidad de nodos base es similar, pero incluye las siguientes diferencias:

• 500 operaciones de superposición (agregar o anular) tienen una diferencia de tiempo de 6 a 8 veces
• 1,000 operaciones de superposición (adición o anulación) tienen una diferencia de tiempo de 8 a 10 veces.

Ejemplo con el recuento de anexos establecido en X:

Figura 1: El recuento de adición es X.

Ejemplo con el recuento de anulación establecido en X:

Figura 2: El recuento de anulación es X.

libufdt se desarrolla con algunas APIs y estructuras de datos de libfdt. Cuando uses libufdt, debes incluir y vincular libfdt (sin embargo, en tu código, puedes usar la API de libfdt para operar DTB o DTBO).

API de DTO de libufdt

La API principal a DTO en libufdt es la siguiente:

struct fdt_header *ufdt_apply_overlay(
        struct fdt_header *main_fdt_header,
        size_t main_fdt_size,
        void *overlay_fdt,
        size_t overlay_size);

El parámetro main_fdt_header es el DT principal y overlay_fdt es el búfer que contiene el contenido de un archivo .dtbo. El valor que se muestra es un búfer nuevo que contiene la DT combinada (o null en caso de error). El DT combinado tiene el formato FDT, que puedes pasar al kernel cuando lo inicias.

dto_malloc() crea el nuevo búfer del valor que se muestra, que debes implementar cuando transfieras libufdt al bootloader. Para ver implementaciones de referencia, consulta sysdeps/libufdt_sysdeps_*.c.

Restricciones del nodo raíz

No puedes superponer un nodo o una propiedad nuevos en el nodo raíz del DT principal porque las operaciones de superposición dependen de las etiquetas. Debido a que el DT principal debe definir una etiqueta y el DT de superposición asigna los nodos que se superpondrán con etiquetas, no puedes asignar una etiqueta para el nodo raíz (y, por lo tanto, no puedes superponer el nodo raíz).

Los proveedores de SoC deben definir la capacidad de superposición del DT principal. Los ODM/OEM solo pueden agregar o anular nodos con etiquetas definidas por el proveedor de SoC. Como solución alternativa, puedes definir un nodo odm en el nodo raíz en el DT base, lo que permite que todos los nodos ODM de la DT superpuesta agreguen nodos nuevos. Como alternativa, puedes colocar todos los nodos relacionados con el SoC en el DT base en un nodo soc debajo del nodo raíz, como se describe a continuación:

/dts-v1/;

/ {
    compatible = "corp,bar";
    ...

    chosen: chosen {
        bootargs = "...";
    };

    /* nodes for all soc nodes */
    soc {
        ...
        soc_device@0: soc_device@0 {
            compatible = "corp,bar";
            ...
        };
        ...
    };

    odm: odm {
        /* reserved for overlay by odm */
    };
};

/dts-v1/;
/plugin/;

/ {
};

&chosen {
    bootargs_ex = "...";
};

&odm {
    odm_device@0 {
        ...
    };
    ...
};

Usa superposiciones comprimidas

Android 9 agrega compatibilidad para usar superposiciones comprimidas en la imagen de DTBO cuando se usa la versión 1 del encabezado de tabla de DT. Cuando se usa el encabezado DTBO v1, los cuatro bits menos significativos del campo de marcas en dt_table_entry indican el formato de compresión de la entrada de DT.

struct dt_table_entry_v1 {
  uint32_t dt_size;
  uint32_t dt_offset;  /* offset from head of dt_table_header */
  uint32_t id;         /* optional, must be zero if unused */
  uint32_t rev;        /* optional, must be zero if unused */
  uint32_t flags;      /* For version 1 of dt_table_header, the 4 least significant bits
                        of 'flags' are used to indicate the compression
                        format of the DT entry as per the enum 'dt_compression_info' */
  uint32_t custom[3];  /* optional, must be zero if unused */
};

Actualmente, se admiten las compresiones zlib y gzip.

enum dt_compression_info {
    NO_COMPRESSION,
    ZLIB_COMPRESSION,
    GZIP_COMPRESSION
};

Android 9 agrega compatibilidad para probar superposiciones comprimidas en la prueba VtsFirmwareDtboVerification para ayudarte a verificar la exactitud de la app de superposición.

Ejemplo de implementación de DTO

En las siguientes instrucciones, se explica una implementación de ejemplo de DTO con libufdt (código de muestra a continuación).

Ejemplo de instrucciones de DTO

1. Incluye bibliotecas. Para usar libufdt, incluye libfdt para las estructuras de datos y las APIs:

   #include <libfdt.h>
   #include <ufdt_overlay.h>
   

2. Carga la DT principal y la DT de superposición. Carga .dtb y .dtbo del almacenamiento a la memoria (los pasos exactos dependen de tu diseño). En este punto, deberías tener el búfer y el tamaño de .dtb/.dtbo:

   main_size = my_load_main_dtb(main_buf, main_buf_size)
   

   overlay_size = my_load_overlay_dtb(overlay_buf, overlay_buf_size);
   

3. Superposición de los DT:
   1. Usa ufdt_install_blob() para obtener el encabezado de FDT para la DT principal:

      main_fdt_header = ufdt_install_blob(main_buf, main_size);
      main_fdt_size = main_size;
      

   2. Llama a ufdt_apply_overlay() a DTO para obtener un DT fusionado en formato FDT:

      merged_fdt = ufdt_apply_overlay(main_fdt_header, main_fdt_size,
                                      overlay_buf, overlay_size);
      

   3. Usa merged_fdt para obtener el tamaño de dtc_totalsize():

      merged_fdt_size = dtc_totalsize(merged_fdt);
      

   4. Pasa la DT combinada para iniciar el kernel:

      my_kernel_entry(0, machine_type, merged_fdt);
      

Código de DTO de muestra

#include <libfdt.h>
#include <ufdt_overlay.h>

…

{
  struct fdt_header *main_fdt_header;
  struct fdt_header *merged_fdt;

  /* load main dtb into memory and get the size */
  main_size = my_load_main_dtb(main_buf, main_buf_size);

  /* load overlay dtb into memory and get the size */
  overlay_size = my_load_overlay_dtb(overlay_buf, overlay_buf_size);

  /* overlay */
  main_fdt_header = ufdt_install_blob(main_buf, main_size);
  main_fdt_size = main_size;
  merged_fdt = ufdt_apply_overlay(main_fdt_header, main_fdt_size,
                                  overlay_buf, overlay_size);
  merged_fdt_size = dtc_totalsize(merged_fdt);

  /* pass to kernel */
  my_kernel_entry(0, machine_type, merged_fdt);
}