DTO 最佳化

本頁面將討論可對裝置樹狀結構疊加層 (DTO) 實作項目進行的最佳化作業，並說明疊加根節點的限制，以及如何在 DTBO 映像檔中設定壓縮疊加層。也提供實作說明和程式碼範例。

核心指令列

裝置樹狀結構 (DT) 中的原始核心指令列位於 chosen/bootargs 節點中。系統啟動載入程式必須將這個位置與其他核心指令列來源連結：

/dts-v1/;

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

DTO「無法」連結主要 DT 和疊加層 DT 的值，因此您必須將主要 DT 的核心指令列放在 chosen/bootargs 中，並將疊加層 DT 的核心指令列放在 chosen/bootargs_ext 中。接著，Bootloader 可以串連這些位置，並將結果傳遞至核心。

main.dts overlay.dts 
/dts-v1/;

/ {
  chosen: chosen {
    bootargs = "...";
  };
};
 
/dts-v1/;
/plugin/;

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

libufdt

雖然最新的 libfdt 支援 DTO，但建議您使用 libufdt 來實作 DTO (platform/system/libufdt 中的 AOSP 來源)。libufdt 會從扁平化裝置樹狀結構 (FDT) 建立實際的樹狀結構 (未扁平化的裝置樹狀結構或 ufdt)，因此可將兩個 .dtb 檔案的合併作業從 O(N2) 提升至 O(N)，其中 N 是樹狀結構中的節點數。

效能測試

在 Google 的內部測試中，在 2405 .dtb 和 283 .dtbo DT 節點上使用 libufdt，會導致編譯後的檔案大小為 70,618 和 8,566 位元組。與從 FreeBSD 移植的 DTO 實作 (124 毫秒執行階段) 相比，libufdt DTO 執行階段為 10 毫秒。

比較 libufdt 和 libfdt 時，對 Pixel 裝置進行效能測試。基底節點數的效果類似，但有以下差異：

  • 500 個疊加 (附加或覆寫) 作業的時間差異為 6 到 8 倍
  • 1000 個疊加 (附加或覆寫) 作業的時間差異為 8 到 10 倍

範例：附加計數設為 X：

圖 1. 附加計數為 X。

覆寫計數設為 X 的範例：

圖 2. 覆寫計數為 X。

libufdt 是使用部分 libfdt API 和資料結構所開發。使用 libufdt 時，您必須加入並連結 libfdt (不過，您可以在程式碼中使用 libfdt API 操作 DTB 或 DTBO)。

libufdt DTO API

libufdt 中的主要 DTO API 如下所示：

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

參數 main_fdt_header 是主要 DT，overlay_fdt 則是包含 .dtbo 檔案內容的緩衝區。傳回值是包含已合併 DT 的新緩衝區 (或發生錯誤時的 null)。合併的 DT 會以 FDT 格式化，您可以在啟動核心時將其傳遞至核心。

dto_malloc() 會建立傳回值的新緩衝區，您應在將 libufdt 移植至引導程式時實作。如需參考實作方式，請參閱 sysdeps/libufdt_sysdeps_*.c。

根節點限制

您無法將新節點或屬性重疊至主要 DT 的根節點，因為重疊作業需要標籤。由於主資料表必須定義標籤，而疊加資料表會將節點指派給標籤，因此您無法為根節點提供標籤 (因此無法疊加根節點)。

SoC 供應商必須定義主要 DT 的疊加功能；ODM/OEM 只能附加或覆寫 SoC 供應商定義的標籤節點。解決方法是定義基礎資料結構根節點下的 odm 節點，讓疊加資料結構中的所有 ODM 節點都能新增節點。或者，您也可以將基礎資料結構中的所有 SoC 相關節點，放入根節點下的 soc 節點，如下所述：

main.dts overlay.dts 
/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 {
        ...
    };
    ...
};

使用壓縮疊加層

在使用 DT 表格標頭第 1 版時，Android 9 新增了在 DTBO 圖片中使用壓縮覆疊的支援功能。使用 DTBO 標頭 v1 時，dt_table_entry 中標記欄位最不重要的四個位元會指出 DT 項目的壓縮格式。

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 */
};

目前支援 zlib 和 gzip 壓縮。

enum dt_compression_info {
    NO_COMPRESSION,
    ZLIB_COMPRESSION,
    GZIP_COMPRESSION
};

Android 9 新增了對 VtsFirmwareDtboVerification 測試的壓縮覆疊測試支援功能，協助您驗證覆疊應用程式的正確性。

DTO 實作範例

以下說明如何使用 libufdt 實作 DTO 範例 (程式碼範例如下)。

DTO 操作說明範例

  1. 包含程式庫。如要使用 libufdt，請為資料結構和 API 加入 libfdt：
    #include <libfdt.h>
#include <ufdt_overlay.h>
  2. 載入主要 DT 和疊加式 DT。從儲存空間載入 .dtb 和 .dtbo 至記憶體 (具體步驟取決於您的設計)。此時，您應該會擁有 .dtb/.dtbo 的緩衝區和大小：
    main_size = my_load_main_dtb(main_buf, main_buf_size)
     
    overlay_size = my_load_overlay_dtb(overlay_buf, overlay_buf_size);
  3. 重疊 DT：
    1. 使用 ufdt_install_blob() 取得主 DT 的 FDT 標頭：
      main_fdt_header = ufdt_install_blob(main_buf, main_size);
main_fdt_size = main_size;
    2. 呼叫 ufdt_apply_overlay() 至 DTO，以便以 FDT 格式取得已合併的 DT：
      merged_fdt = ufdt_apply_overlay(main_fdt_header, main_fdt_size,
                                overlay_buf, overlay_size);
    3. 使用 merged_fdt 取得 dtc_totalsize() 的大小：
      merged_fdt_size = dtc_totalsize(merged_fdt);
    4. 傳遞已合併的 DT 來啟動核心：
      my_kernel_entry(0, machine_type, merged_fdt);

DTO 程式碼範例

#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);
}