U-Boot FIT Image

1 FIT Image 概念

FIT：Flattened uImage Tree
its：image tree source
itb：image tree binary

FIT uImage 实质是将多个 kernel 和 dtb 文件以及组合配置信息打包进一个 image 文件( uImage )，its 利用 dts 语法按照一定结构描述出镜像信息和启动配置组合，通过 mkimage 和 dtc 工具生成类似 dtb 文件结构的 itb 文件(uImage)。

image source file     mkimage + dtc                 transfer to target
        +           -----------------> image file ----------------------> bootm
image data file(s)

编译：mkimage -f kernel_fdt.its kernel_fdt.itb
查看：mkimage -l kernel.itb

2 its 文件结构

2.1 root node

/dts-v1/;

/ {
	description = "Various kernels, ramdisks and FDT blobs";
    timestamp = <12399321>
	#address-cells = <1>;

	images {
		image-1 { ... };
		image-2 { ... };
        ...
	};

	configurations {
		default = "config-1";

		config-1 { ... };
		config-2 { ... };
        ...
	};
};

• 次要内容
  description：uImage 的文本描述
  timestamp：image 上次修改的 UTC 时间秒数，mkimage tool 会自动计算，可以不输入这个属性
• 主要内容（基本都是必须要有）
  #address-cells：子节点 entry 和 load 地址占用32位单元的数量，如果没有 entry 和 load 地址时可以省略
  images：包含一系列 kernel、ramdisk 等镜像子节点，至少含有一个子节点
  configurations：包含一系列可用的节点组合配置并定义默认配置

2.2 image node

images {
    image-1 {
        description = "component sub-image description";
        data = /incbin/("path/to/data/file.bin");
        type = "sub-image type name";
        arch = "ARCH name";
        os = "OS name";
        compression = "compression name";
        load = <00000000>;
        entry = <00000000>;
        hash-1 {
            algo = "md5";
            value = [];
        };

        hash-2 { ... };
        ...
    };
    ...
};

• 主要内容（基本都是必须要有）
  description：该节点镜像的文本描述
  type：镜像的类型
  data：镜像对应的二进制文件的外部路径
  compression：镜像压缩模式
  os：OS 名称
  arch：架构名称
  entry：程序运行时的入口地址
  load：镜像加载到内存的地址
• 次要内容
  compatible：加载镜像的兼容属性
  phase：U-Boot 阶段标识，spl 或者 u-boot
  hash-n：每个哈希子节点包括 algo 和 value，algo表示节点使用的算法，value 表示根据指定算法为节点数据计算的单独哈希或校验和(长度 4，16 或者 20 字节)，value 没看到手动填写，猜测 mkimage tool 会自动计算填充

2.3 configurations node

configurations {
    default = "default configuration sub-node unit name";

    config-1 {
        description = "configuration description";
        kernel = "kernel sub-node unit name";
        fdt = "fdt sub-node unit-name";
        loadables = "loadables sub-node unit-name";
        compatible = "vendor,board-style device tree compatible string";
        ramdisk = "ramdisk-1";
    };
    config-2 { ... };
    ...
};

• 主要内容（基本都是必须要有）
  description：配置节点的文本描述
  kernel 或者 firmware：对应的镜像子节点名称，两个属性同时存在会选择 firmware
  fdt：对应的类型为 flat_dt 镜像子节点名称，u-boot 一般都需要
  ramdisk：对应的类型为 flat_dt 镜像子节点名称，不是所有情况都需要
• 次要内容
  fpga：对应 fpga 比特流的单元名称
  compatible：启用CONFIG_FIT_BEST_MATCH时，此配置应自动匹配的 U-Boot 设备树根节点的 compatible 字符串

2.4 外部数据

images{
    image-1{
        data = /incbin/("path/to/data/file.bin");
        // data-offset = 
        // data-size = 
        // data-position = 
    };
};

data 属性保存着每个镜像的数据，而且镜像数据直接在 property 结构的末尾开始存储。但是镜像数据也可以存储在 FIT 外部，通过 data-position 或者 data-offset 和 data-size 描述镜像信息，使得 FIT 结构变小。 使用 mkimage -E 命令时会创建 data-offset 和 data-size 属性用于查找 image；使用 mkimage -E -p [offset] 命令时会创建 data-position 和 data-size 属性用于查找 image；这些属性值不需要在 its 结构内书写，mkimage 会自动创建属性节点。

• data-size
  镜像的大小，以字节为单位
• data-offset
  镜像的外部存储地址相对于 FIT 末尾字节的偏移量
• data-position
  镜像的外部存储地址相对于 FIT 起始字节的偏移量

data-size 属性在两种情况下都会存在，但是 data-offset 和 data-position 属性只会存在一个。对于多个 image 的使用情况，data-position 也只能显式的确定第一个 image 的位置信息，其余的 image 都是从第一个末尾顺序排列存储。

FIT 镜像一般都是把 data 嵌入到 FIT 结构内部，U-Boot 的 SPL 使用外部 data，也可以使用 data-offset 属性的存在性判断镜像类型。FIT 使用外部 data 时推荐块设备存储 512 bytes 对齐，mkimage 通过 ‘-B [bytes]’ 设置对齐大小。

推荐链接

蜗窝科技 u-boot FIT image