1. 前语
Linux kernel在ARM架构中引进device tree（全称是flattened device tree，后续将会以FDT代称）的时分[1]，其实怀揣了一个Unify Kernel的愿望—-同一个Image，能够支撑多个不同的渠道。跟着新的ARM64架构将FDT列为必选项，并将和体系结构有关的代码剥离之后，这个愿望现已挨近完成：
在编译linux kernel的时分，不用特意的指定详细的架构和SOC，只需求告知kernel本次编译需求支撑哪些板级的platform即可，终究将会生成一个Kernel image，以及多个和详细的板子（哪个架构、哪个SOC、哪个版型）有关的FDT image（dtb文件）。
bootloader在发动的时分，依据硬件环境，加载不同的dtb文件，即可使linux kernel运行在不同的硬件渠道上，然后到达unify kernel的方针。
本文将依据嵌入式产品中遍及运用的u-boot，以其新的uImage格局（FIT image，Flattened uImage Tree）为例，介绍到达此方针的进程，以及背面的考虑和含义。
2. Legacy uImage
从u-boot的视点看，它要boot一个二进制文件（例如kernel Image），需求了解该文件的一些信息，例如：
该文件的类型，如kernel image、dtb文件、ramdisk image等等？
该文件需求放在memory的哪个方位（加载地址）？
该文件需求从memory哪个方位开端履行（履行地址）？
该文件是否有紧缩？
该文件是否有一些完整性校验的信息（如CRC）？
等等
结合“X-010-UBOOT-运用booti指令发动kernel(Bubblegum-96渠道)”中有关booTI的比如，上面信息被隐含在咱们的指令行中了，例如：
经过DFU东西，将指定的image文件下载到指定的memory地址，直接的指定了二进制文件加载地址；
booTI指令自身，阐明加载的文件类型是ARM64渠道的Image文件；
经过booTI的参数，能够指定Kernel Image、ramdisk、DTB文件的履行方位；
等等。
不过，这种做法缺陷很明显（总结来说，便是太烦琐了）：
需求往memory中搬不同的二进制文件（Kernel、DTB、ramdisk等）；
boot指令（booTI等）有比较复杂的参数；
无法灵敏地处理二进制文件的校验、解紧缩等操作；
等等。
为了处理上述缺陷，u-boot自界说了一种Image格局—-uImage。开始的时分，uImage的格局比较简略，便是为二进制文件加上一个header（详细可参阅“include/image.h”中的界说），标明该文件的特性。然后在boot该类型的Image时，从header中读取所需的信息，依照指示，进行相应的动作即可。这种原始的Image格局，称作Legacy uImage，其特征可总结为：
1）运用mkimage东西（坐落u-boot source code的tools/mkimage中）生成。
2）支撑OS Kernel Images、RAMDisk Images等多种类型的Image。
3）支撑gzip、bzip2等紧缩算法。
4）支撑CRC32 checksums。
5）等等。
最终，之所以称作Legacy，阐明又有新花样了，这种旧的方法，咱们就不再过多重视了，拥抱新事物去吧。
3. FIT uImage
3.1 简介
device tree在ARM架构中遍及之后，u-boot也立刻跟进、大力支撑，究竟，夸姣的Unify kernel的抱负，需求bootloader的满足。为了支撑依据device tree的unify kernel，u-boot需求一种新的Image格局，这种格局需求具有如下才能：
1）Image中需求包含多个dtb文件。
2）能够便利的挑选运用哪个dtb文件boot kernel。
归纳上面的需求，u-boot推出了全新的image格局—-FIT uImage，其间FIT是flattened image tree的简称。是不是觉得FIT和FDT（flattened device tree）有点像？没错，它利用了Device Tree Source files（DTS）的语法，生成的image文件也和dtb文件相似（称作itb），下面咱们会详细描绘。
3.2 思路
为了简略，咱们能够直接把FIT uImage类比为device tree的dtb文件，其生成和运用进程为[2]：
image source file mkimage + dtc transfer to target
+ —————————–> image file ———————————–> bootm
image data file(s)
其间image source file(.its)和device tree source file(.dts)相似，担任描绘要生成的image file的信息（上面第2章描绘的信息）。mkimage和dtc东西，能够将.its文件以及对应的image data file，打包成一个image file。咱们将这个文件下载到么memory中，运用bootm指令就能够履行了。
3.3 image source file的语法
image source file的语法和device tree source file彻底相同（可参阅[3][4][5]中的比如），只不过自界说了一些特有的节点，包含images、configurations等。阐明如下：
1）images节点
指定所要包含的二进制文件，能够指定多种类型的多个文件，例如multi.its[5]中的包含了3个kernel image、2个ramdisk image、2个fdt image。每个文件都是images下的一个子node，例如：
kernel@2 {
description = “2.6.23-denx”;
data = /incbin/(“./2.6.23-denx.bin.gz”);
type = “kernel”;
arch = “ppc”;
os = “linux”;
compression = “gzip”;
load = <00000000>;
entry = <00000000>;
hash@1 {
algo = “sha1”;
};
};
能够包含如下的关键字：
description，描绘，能够随意写；
data，二进制文件的途径，格局为—-/incbin/(“path/to/data/file.bin”)；
type，二进制文件的类型，”kernel”, “ramdisk”, “flat_dt”等，详细可参阅中[6]的介绍；
arch，渠道类型，“arm”, “i386”等，详细可参阅中[6]的介绍；
os，操作系统类型，linux、vxworks等，详细可参阅中[6]的介绍；
compression，二进制文件的紧缩格局，u-boot会依照履行的格局解压；
load，二进制文件的加载方位，u-boot会把它copy对应的地址上；
entry，二进制文件进口地址，一般kernel Image需求供给，u-boot会跳转到该地址上履行；
hash，运用的数据校验算法。
2）configurations
能够将不同类型的二进制文件，依据不同的场景，组合起来，构成一个个的装备项，u-boot在boot的时分，以装备项为单位加载、履行，这样就能够依据不同的场景，便利的挑选不同的装备，完成unify kernel方针。还以multi.its[5]为例，
configurations {
default = “config@1”;
config@1 {
description = “tqm5200 vanilla-2.6.23 configuration”;
kernel = “kernel@1”;
ramdisk = “ramdisk@1”;
fdt = “fdt@1”;
};
config@2 {
description = “tqm5200s denx-2.6.23 configuration”;
kernel = “kernel@2”;
ramdisk = “ramdisk@1”;
fdt = “fdt@2”;
};
config@3 {
description = “tqm5200s denx-2.4.25 configuration”;
kernel = “kernel@3”;
ramdisk = “ramdisk@2”;
};
};
它包含了3种装备，每种装备运用了不同的kernel、ramdisk和fdt，默许装备项由“default”指定，当然也能够在运行时指定。
3.4 Image的编译和运用
FIT uImage的编译进程很简略，依据实际情况，编写image source file之后（假定名称为kernel_fdt.its），在指令行运用mkimage东西编译即可：
$ mkimage -f kernel_fdt.its kernel_fdt.itb
其间-f指定需求编译的source文件，并在后边指定需求生成的image文件（一般以.itb为后缀，例如kernel_fdt.itb）。
Image文件生成后，也能够运用mkimage指令检查它的信息：
$ mkimage -l kernel.itb
最终，咱们能够运用dfu东西将生成的.idb文件，下载的memory的某个地址（没有特殊要求，例如0x100000），然后运用bootm指令即可发动，进程包含：
1）运用iminfo指令，检查memory中存在的images和configurations。
2）运用bootm指令，履行默许装备，或许指定装备。
运用默许装备发动的话，能够直接运用bootm：
bootm 0x100000
挑选其它装备的话，能够指定装备名:
bootm 0x100000#config@2
以上可参阅“doc/uImage.FIT/howto.txt[2]”，详细细节咱们会在后续的文章中结合实例阐明。
4. 总结
本文简略的介绍了u-boot为了完成Unify kernel所做的尽力，但有一个问题，我们能够考虑一下：bootloader的unify怎样确保呢？
SOC厂家供给（固化、供给二进制文件等）？
格局一致，UEFI？
后边有时间的话，能够追着这个疑问研讨研讨。
