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[原创]内核开发系列2 - 硬件及内核基础知识之Device Tree(设备树)
发表于: 2022-2-7 21:23 17690

[原创]内核开发系列2 - 硬件及内核基础知识之Device Tree(设备树)

2022-2-7 21:23
17690

ios的Device Tree跟的Linux设备树(Devicetree)很类似,Device Tree的内存地址在boot_args的deviceTreeP

typedef struct boot_args {
   uint16_t      revision;        /* Revision of boot_args structure */
   uint16_t      version;         /* Version of boot_args structure */
   uint64_t      virtBase;        /* Virtual base of memory */
   uint64_t      physBase;        /* Physical base of memory */
   uint64_t      memSize;         /* Size of memory */
   uint64_t      topOfKernelData;      /* Highest physical address used in kernel data area */
   boot_video    video;          /* Video Information */
   uint32_t      machineType;         /* Machine Type */
   void         *deviceTreeP;        /* Base of flattened device tree */
   uint32_t      deviceTreeLength;     /* Length of flattened tree */
   char         commandLine[BOOT_LINE_LENGTH]; /* Passed in command line */
   uint64_t      boot_flags;          /* Misc boot flags*/
} boot_args;

iPhone8,14.6实例:
    Revision: 0x2
    Version: 0x2
    virtBase: 0xfffffff00a7f4000
    physBase 0x8007f4000
    memSize: 0x7b62c000           物理内存大小2G
    topOfKernelData: 0x8070a8000
    machineType: 0x0
    deviceTreeP: 0xfffffff00e90c000
    deviceTreeLength: 0x34000

iOS启动初始内存分布:

+==========================+ <-- bottom of RAM (0x8_0000_0000)
| Coprocessor carveouts,   |
| iBoot stuff, etc.        |
+==========================+ <-- boot_args->phys_base, VM = boot_args->virt_base
| kASLR slide gap (<32MiB) |  内核ASLR,(Address Space Layout Randomization ) 地址空间配置随机加载
+==========================+
| Device Tree (ADT)        | /chosen/memory-map.DeviceTree
+--------------------------+
| Trust Cache              | /chosen/memory-map.TrustCache
+==========================+ <-- Mach-O lowest vmaddr mapped to here (+ slide!)
| Mach-O base (header)     | /chosen/memory-map.Kernel-mach_header
+--                      --+
| Mach-O segments...       | /chosen/memory-map.Kernel-(segment ID)...
+==========================+
| SEP Firmware             | /chosen/memory-map.SEPFW
+--------------------------+ <-- boot_args
| BootArgs                 | /chosen/memory-map.BootArgs
+==========================+ <-- boot_args->top_of_kdata
|                          |
|      (Free memory)       |
| (incl. iBoot trampoline) |
|                          |
+==========================+ <-- boot_args->top_of_kdata + boot_args->mem_size
| Video memory, SEP        |
| carveout, and more       |
+==========================+ <-- 0x8_0000_0000 + boot_args.mem_size_actual



iPhone8,14.6 Device Tree Dump:

device-tree:
|   regulatory-model-number [32]: A1863
|   #address-cells [4]: 0x2
|   AAPL,phandle [4]: 0x1
|   config-number [64]: (ZERO_FILL)
|   serial-number [32]: *****(序列号,隐藏)
|   target-type [4]: D20
|   platform-name [32]: t8015
|   mlb-serial-number [32]: *****(主板序列号,隐藏)
|   secure-root-prefix [3]: md
|   name [12]: device-tree
|   manufacturer [11]: Apple Inc.
|   region-info [32]: CH/A           国行
|   compatible [26]: 4432304150006950686f6e6531302c31004170706c6541524d |D20AP.iPhone10,1.AppleARM|
|   model-number [32]: MQ6M2
|   time-stamp [28]: Sat May 8 01:21:14 PDT 2021
|   clock-frequency [4]: 0x0
|   model-config [86]: receiver_1=AAC;wifi_module_vendor=USI;MoPED=0xB3651978EE098EF5F5BB3B021C79773226D4B157
|   model [11]: iPhone10,1
|   device_type [8]: bootrom
|   #size-cells [4]: 0x2
   + chosen:
|  |   development-cert [4]: 0x0
|  |   disable-transport-rm [4]: 0x0
|  |   amfi-only-platform-code [4]: 0x0
|  |   coverglass-color [16]: < 0x1 0x200000000 >
|  |   consistent-debug-root [8]: 0x0
|  |   dram-vendor [16]: Samsung
|  |   board-id [4]: 0x2
|  |   root-matching [256]: <dict><key>IOProviderClass</key><string>IOMedia</string><key>IOPropertyMatch</key><dict><key>Partition ID</key><integer>1</integer></dict></dict>
|  |   unique-chip-id [8]: 0x******(设备id,隐藏)
|  |   dram-vendor-id [4]: 0x1
|  |   mac-address-bluetooth0 [6]: b*******(蓝牙地址,隐藏)
|  |   software-behavior [16]: 0x141 0x0
|  |   amfi-allows-trust-cache-load [4]: 0x0
|  |   mix-n-match-prevention-status [4]: 0x1
|  |   max-env-var-name-size [4]: 0x3f
|  |   certificate-security-mode [4]: 0x1
|  |   display-rotation [4]: 0x0
|  |   crypto-hash-method [9]: sha2-384
|  |   secure-boot [4]: 0x1
|  |   housing-color [16]: < 0x1 0x700000000 >
|  |   gid-aes-key [4]: 0x1
|  |   disable-av-content-protection [4]: 0x0
|  |   image4-supported [0]: 
|  |   boot-nonce [8]: 0x82263873cc27ed5a
|  |   display-corner-radius [4]: 0x0
....
      + memory-map:
....
|  |  |   name [11]: memory-map
|  |  |   kernel-only [5]: true
|  |  |   TrustCache [16]: < 0x804194000 0xc000 >
|  |  |   DeviceTree [16]: < 0x804160000 0x34000 >
|  |  |   SEPFW [16]: < 0x806784000 0x174000 >                 SEP Firmware内存地址及长度
|  |  |   BootArgs [16]: < 0x8068f8000 0x4000 >                起动参数地址及长度
|  |  |   Kernel-__TEXT [16]: < 0x8041a0000 0x710000 >         Kernelcache的__TEXT段内存地址及长度
|  |  |   Kernel-__DATA_CONST [16]: < 0x8048b0000 0x33c000 >
|  |  |   Kernel-__TEXT_EXEC [16]: < 0x804bec000 0x17e4000 >
|  |  |   Kernel-__KLD [16]: < 0x8063d0000 0x4000 >
|  |  |   Kernel-__LAST [16]: < 0x8063d4000 0x4000 >
|  |  |   Kernel-__KLDDATA [16]: < 0x8063d8000 0x4000 >
|  |  |   Kernel-__DATA [16]: < 0x8063dc000 0x21c000 >
|  |  |   Kernel-__BOOTDATA [16]: < 0x8065f8000 0x3c000 >
|  |  |   Kernel-__PRELINK_INFO [16]: < 0x806634000 0x12c000 >
|  |  |   Kernel-__LINKEDIT [16]: < 0x806760000 0x21730 >
|  |  |   Kernel-mach_header [16]: < 0x8041a0000 0x20 >
....
   + cpus:
|  |   #address-cells [4]: 0x1
|  |   #size-cells [4]: 0x0
|  |   name [5]: cpus
|  |   AAPL,phandle [4]: 0xe
      + cpu0:
|  |  |   fixed-frequency [8]: 0x16e3600
|  |  |   coresight-reg [16]: < 0x208010000 0x40000 >
|  |  |   cluster-core-id [4]: 0x0
|  |  |   l3-cache-size [4]: 0x800000
|  |  |   clock-frequency [8]: 0x16e3600
|  |  |   state [8]: running
|  |  |   l2-cache-size [4]: 0x100000
|  |  |   interrupt-parent [4]: 0x1a
|  |  |   function-error_handler [12]: 1900000048727245
|  |  |   interrupts [12]: 800100005b0000008101
|  |  |   timebase-frequency [8]: 0x16e3600
|  |  |   function-ipi_dispatch_other [12]: 1a000000444950498101
|  |  |   cpu-impl-reg [16]: < 0x208050000 0x10000 >
|  |  |   function-enable_core [12]: 1c00000065726f4301
|  |  |   cluster-id [4]: 0x0
|  |  |   l2-cache-id [4]: 0x0
|  |  |   memory-frequency [8]: 0x16e3600
|  |  |   cpm-impl-reg [16]: < 0x208e40000 0x10000 >
|  |  |   peripheral-frequency [8]: 0x16e3600
|  |  |   AAPL,phandle [4]: 0xf
|  |  |   cpu-id [4]: 0x0
|  |  |   name [5]: cpu0
|  |  |   function-ipi_dispatch [12]: 1a000000444950498001
|  |  |   cluster-type [2]: 45
|  |  |   cpu-version [4]: 0x0
|  |  |   device_type [4]: cpu
|  |  |   compatible [21]: 6170706c652c6d69737472616c0041524d2c7638 |apple,mistral.ARM,v8| CPU代号mistral(猛烈的风)
|  |  |   die-cluster-id [4]: 0x0
|  |  |   reg-private [8]: 0x208010000
|  |  |   reg [4]: 0x0
|  |  |   acc-impl-reg [16]: < 0x208f00000 0x50000 >
|  |  |   bus-frequency [8]: 0x16e3600                 总线速率 2.4GHz
|  |  |   function-cpu_idle [8]: 0x637075490000001c
|  |  |   l3-cache-id [4]: 0x0

Device Tree包含了所有设备的信息,跟设备的IO交互,则是通过内存地址的方式进行调用,比如sep

   + arm-io:
|  |   compatible [13]: arm-io,t8015
|  |   clock-frequencies [396]: 003....
|  |   soc-generation [4]: H10
|  |   reg [112]: < 0x208f00000....>
|  |   chip-revision [4]: 0x11
|  |   AAPL,phandle [4]: 0x19
|  |   iommu-present [0]: 
|  |   acc-impl [16]: < 0x208f00000 0x1000 >
|  |   device_type [9]: t8015-io
|  |   #size-cells [4]: 0x2
|  |   ranges [48]: < 0x0 0x200000000 0x100000000 0x600000000...> //第2个地址为IOBase:0x200000000(固定)
...
      + sep:
|  |  |   compatible [10]: iop,t8015
|  |  |   clock-ids [4]: 0x14a
|  |  |   interrupt-parent [4]: 0x1a
|  |  |   aarch64 [0]: 
|  |  |   interrupts [16]: < 0x790000007a 0x7b0000007c >
|  |  |   clock-gates [4]: 0x7e
|  |  |   reg [16]: < 0x43000000 0x10000 >   SEP的MailBox的地址IOBase+第1个数值:0x43000000+0x8100
|  |  |   self-power-gate [0]: 
|  |  |   iop-version [4]: 0x1
|  |  |   device_type [4]: sep
|  |  |   sika-support [4]: 0x1
|  |  |   AAPL,phandle [4]: 0x3e
|  |  |   cpu-ctrl-filtered [0]: 
|  |  |   power-gates [4]: 0x7e

内核通过MailBox内存地址SEP进行调用




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[内核开发系列1 - 从越狱隐藏到自定义越狱](https://bbs.pediy.com/thread-270824.htm)

**内核开发系列2-硬件及内核基础知识**

**内核开发系列3-基于QEMU和iBoot泄露源码内核开发调试**

**内核开发系列4-基于Corellium内核开发调试**

[内核开发系列5 - 从checkra1n了解Kernel Patch](https://bbs.pediy.com/thread-270825.htm)


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