使用 fdtget 和 fdtput 愉快地处理 dtb

2023-06-18 Android

1. 编译 fdtget 和 fdtput
2. 静态编译 fdtget 和 fdtput
3. 使用 Android NDK 静态编译 fdtget 和 fdtput
4. 使用 fdtget
5. 使用 fdtput

注：原文于 2021年12月17日 在 AKR社区首次发布，由于AKR社区网站已挂，于是。。。

闲来无事阅读dtc项目的源码时，意外地发现了开发者附赠的这两个小工具：

fdtget可以直接从dtb文件中读取任意节点的属性值。

fdtput可以直接修改dtb文件（添加/删除节点，添加/删除/修改属性）。

在之前，如果我们需要读取/修改dtb，就必须要用dtc反编译dtb为dts，修改dts后再用dtc回编译。现在有了fdtget和fdtput之后，一切都变得非常简单。

1. 编译 fdtget 和 fdtput #

首先，先git clone https://github.com/dgibson/dtc

然后，cd到这个目录，再无脑make fdtget和make fdtput就完事了。

试着执行一下./fdtget，你会得到如下提示：

./fdtget: error while loading shared libraries: libfdt.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory

原来是缺少libfdt.so.1库文件，它在哪呢？在./libfdt/libfdt.so.1，它在你刚才编译时一起生成了，并且是一个符号链接，指向libfdt/libfdt-${dtc版本号}.so。

试试LD_LIBRARY_PATH=./libfdt/ ./fdtget，这下就没问题了：

Usage: read values from device tree
        fdtget <options> <dt file> [<node> <property>]...
        fdtget -p <options> <dt file> [<node> ]...

Each value is printed on a new line.
<type>  s=string, i=int, u=unsigned, x=hex, r=raw
        Optional modifier prefix:
                hh or b=byte, h=2 byte, l=4 byte (default)

Options: -[t:pld:hV]
  -t, --type <arg>    Type of data
  -p, --properties    List properties for each node
  -l, --list          List subnodes for each node
  -d, --default <arg> Default value to display when the property is missing
  -h, --help          Print this help and exit
  -V, --version       Print version and exit

Error: missing filename

编译fdtput的过程和fdtget是类似的，具体不再赘述。

2. 静态编译 fdtget 和 fdtput #

出于某些目的，你可能需要静态编译它们。

此时你需要阅读Makefile文件，看看是否支持直接静态编译，如果不支持就需要手动修改Makefile文件，在适当的位置加上-static等参数。

如果你懒得试，也可以像我一样把必要的文件放在一起一股脑编译：

# 以编译fdtget为例, 如果要编译fdtget, 把fdtget.c换成fdtput.c就可以了
# 至于为什么是编译这些文件, 你需要阅读Makefile
gcc \
  fdtget.c util.c \
  libfdt/fdt.c libfdt/fdt_ro.c libfdt/fdt_wip.c libfdt/fdt_sw.c \
  libfdt/fdt_rw.c libfdt/fdt_strerror.c libfdt/fdt_empty_tree.c \
  libfdt/fdt_addresses.c libfdt/fdt_overlay.c libfdt/fdt_check.c \
  -I ./libfdt -I . -static \
  -o ./fdtget

看看我们编译得到的可执行文件的大小，938Kb，strip之后是857Kb。

3. 使用 Android NDK 静态编译 fdtget 和 fdtput #

如果你要在Android平台使用fdtget和fdtput的话，比起使用arm/aarch64编译器，我更推荐你使用Android NDK进行编译。

The NDK allows Android application developers to include native code in their Android application packages, compiled as JNI shared libraries. (来自Google官方的介绍)

你可以从Google那里下载到最新版本的Android NDK，但是版本太新的话有可能会导致兼容性问题。

所以，在此推荐使用Magisk开发者topjohnwu提供的 Franke NDK。

使用过程中需要注意的事项，请阅读README.md。

下载好Franke NDK之后，你需要在一开始你克隆的dtc源码目录里编写jni/Android.mk和jni/Application.mk文件。这两个文件的作用类似Makefile。

如果你懒得学习如何编写这俩文件的话，可以直接抄我的作业：

# jni/Android.mk

# 为啥APP_PLATFORM要设置为android-16?
# 一个是为了兼容性, 另一个是Franke NDK提示你这样设置编译得到的可执行文件是最小的
APP_PLATFORM := android-16
APP_PIE      := true
LOCAL_PATH   := $(call my-dir)

# 编译fdtget
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE            := fdtget
LOCAL_MODULE_FILENAME   := fdtget
LOCAL_SRC_FILES         := ../fdtget.c ../util.c ../libfdt/fdt.c ../libfdt/fdt_ro.c ../libfdt/fdt_wip.c ../libfdt/fdt_sw.c ../libfdt/fdt_rw.c ../libfdt/fdt_strerror.c ../libfdt/fdt_empty_tree.c ../libfdt/fdt_addresses.c ../libfdt/fdt_overlay.c ../libfdt/fdt_check.c
LOCAL_C_INCLUDES        := $(LOCAL_PATH)/../libfdt
LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/../libfdt
LOCAL_CFLAGS            := -Os
LOCAL_LDFLAGS           := -static
include $(BUILD_EXECUTABLE)

# 然后编译fdtput
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_MODULE            := fdtput
LOCAL_MODULE_FILENAME   := fdtput
LOCAL_SRC_FILES         := ../fdtput.c ../util.c ../libfdt/fdt.c ../libfdt/fdt_ro.c ../libfdt/fdt_wip.c ../libfdt/fdt_sw.c ../libfdt/fdt_rw.c ../libfdt/fdt_strerror.c ../libfdt/fdt_empty_tree.c ../libfdt/fdt_addresses.c ../libfdt/fdt_overlay.c ../libfdt/fdt_check.c
LOCAL_C_INCLUDES        := $(LOCAL_PATH)/../libfdt
LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/../libfdt
LOCAL_CFLAGS            := -Os
LOCAL_LDFLAGS           := -static
include $(BUILD_EXECUTABLE)

# jni/Application.mk

APP_PLATFORM := android-16
APP_PIE	     := true

然后，将Franke NDK目录的绝对路径添加到环境变量PATH：

export PATH=${PATH}:/home/pzqqt/build_toolchain/FrankeNDK

运行ndk-build NDK_DEBUG=0 APP_ABI=armeabi-v7a就可以开始编译了。

为什么APP_ABI参数是armeabi-v7a？还是为了兼容性，你还可以在arm64-v8a x86 x86_64 all之间进行选择。

$ ndk-build NDK_DEBUG=0 APP_ABI=armeabi-v7a
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdtput.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= util.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_ro.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_wip.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_sw.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_rw.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_strerror.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_empty_tree.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_addresses.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_overlay.c
[armeabi-v7a] Compile thumb  : fdtput <= fdt_check.c
[armeabi-v7a] Executable     : fdtput
[armeabi-v7a] Install        : fdtput => libs/armeabi-v7a/fdtput

可以看到编译产物在libs/armeabi-v7a/fdtput，那么这次生成的可执行文件有多大呢？

只有68Kb！要知道这可是静态编译啊！

4. 使用 fdtget #

fdtget的使用方法在帮助信息里已经写很明确了。你可以一边阅读dts一边试用。

简单来说，dtb也类似于Linux文件系统的目录，它也有个“根目录”，举个例子：

/dts-v1/;

/ {
	#address-cells = <0x02>;
	#size-cells = <0x02>;
	model = "Qualcomm Technologies, Inc. SDM 636 PM660 + PM660L E7S";
	compatible = "qcom,sdm636-mtp\0qcom,sdm636\0qcom,mtp";
	qcom,msm-id = <0x159 0x00>;
	interrupt-parent = <0x01>;
	qcom,board-id = <0x10008 0x00>;
	qcom,pmic-id = <0x1001b 0x101011a 0x00 0x00 0x1001b 0x201011a 0x00 0x00>;

	cpus {
		#address-cells = <0x02>;
		#size-cells = <0x00>;

		cpu@0 {
			device_type = "cpu";
			compatible = "arm,kryo";
			reg = <0x00 0x00>;
			/* 下略*/

可以看到：

根目录是/，cpus是根目录下的子目录，而cpu@0是cpus的子目录。在这里不应该称作目录，应该称作节点(node)。
其他的键 = 值;的行，则为对应节点下的属性(property)和值。值的类型有字符串、十进制、十六进制和字节。

举几个栗子：

# 查询/节点下有哪些子节点
./fdtget <dtb文件> / -l
# 查询/节点下有哪些属性
./fdtget <dtb文件> / -p
# 查询/cpus/cpu@0节点下compatible属性的值
./fdtget <dtb文件> /cpus/cpu@0 compatible
# 搭配-t参数可以以指定类型返回属性值

注意：dts文件中的井号(#)没有注释作用，所以使用fdtget和fdtput时遇到井号请注意转义，或者使用单引号包裹。

可以看到fdtget也有自己的局限性：不支持更加高级的查询（搜索、遍历）。

5. 使用 fdtput #

fdtput就很牛逼了，添加/删除节点，添加/删除/修改属性，样样皆可。

不多说，直接上例子：

# 新增/foo节点
./fdtput <dtb文件> -c /foo
# 新增/foo/bar节点, 如果/foo节点不存在则自动创建
./fdtput <dtb文件> -cp /foo/bar
# 删除/bar节点(同时删除其所有子节点和属性)
./fdtput <dtb文件> -r /bar
# 在/foo节点创建或修改key1属性, 值为"value1", 字符串类型
./fdtput <dtb文件> /foo key1 value1 -ts
# 在/foo节点创建或修改key2属性, 值为2, 无符号十进制类型
./fdtput <dtb文件> /foo key2 2 -tu
# 在/foo节点创建或修改key3属性, 值为0xff, 十六进制类型
./fdtput <dtb文件> /foo key3 0xff -tx
# 在/foo节点创建或修改key4属性, 不设置值
./fdtput <dtb文件> /foo key4
# 在/foo节点创建或修改key5属性, 值为<0x8 0x9 0xa>, 十六进制数组类型
./fdtput <dtb文件> /foo key5 0x8 0x9 0xa -tx
# 在/foo节点创建或修改key6属性, 值为[7e 7e 7e], 字节串类型
./fdtput <dtb文件> /foo key6 7e 7e 7e -tbx
# 删除/foo节点下的key4属性
./fdtput <dtb文件> /foo key4 -d

列举几种特殊情况：

dts里，若有多个值包括在尖括号里边，则为数组。
数组中的每个十六进制值的大小为4 byte，即取值范围为0x0 ~ 0xffffffff。
dts里，若有多个值包括在方括号里边，则为字节串，每个值的大小是1 byte，那么，[7e 7e 02 02 02 02 02 02]等价于<0x7e7e0202 0x02020202>，但[7e 7e 7e]不等价于<0x7e7e7e>（因为前者是3 byte，后者是4 byte）。
属性值也可以是由逗号分割的多个字符串，例如interrupt-names = "hap-sc-irq", "hap-play-irq";，反编译dtb的话则得到interrupt-names = "hap-sc-irq\0hap-play-irq";，所以反过来修改属性时不要傻乎乎地带\0，多个字符串作为多个参数传给fdtput就可以了。

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