FIT 镜像是什么

1 背景与核心痛点

• “Unify Kernel” (统一内核) 的愿景：ARM 架构引入设备树 (FDT) 的核心目的，就是希望编译出一个统一的 Kernel Image。在启动时，由 Bootloader 根据当前具体的硬件板型，动态加载对应的 .dtb 文件，从而实现“一套镜像，适配多款硬件”。
• Legacy uImage 的局限性：
• 操作繁琐：传统的启动方式（如使用 booti）需要手动将 Kernel、DTB、Ramdisk 等文件分别搬运到内存的不同物理地址。
• 管理混乱：启动命令参数过于冗长。虽然早期的 Legacy uImage 利用 mkimage 加上了头部信息（包含加载地址、压缩格式和 CRC 校验等），但面对如今需要同时打包并灵活切换多个 DTB 的复杂需求时，传统的镜像格式显得力不从心。

2 FIT Image 的引入与设计思路

为了完美配合设备树实现统一分发，U-Boot 推出了全新的镜像格式 FIT (Flattened Image Tree)。

• 核心特性：允许将内核（Kernel）、多个设备树（DTB）、根文件系统（Ramdisk）等多个启动组件全部打包进一个单一的二进制文件中，并在启动时快速指定组合。
• 实现原理：FIT 镜像的设计高度借鉴了设备树。
• 它使用 .its (Image Tree Source) 作为打包的描述脚本，语法与 .dts 完全相同。
• 通过 mkimage 工具（底层依赖 dtc 编译器）将 .its 蓝图和分散的二进制文件编译打包，最终生成 .itb 镜像文件。

3 ITS (Image Source File) 核心语法解析

.its 文件中包含两个至关重要的自定义节点：images 和 configurations。

1) images 节点 (物料库)

用于罗列所有需要被打包进镜像的原始二进制文件。每个文件作为一个子节点，包含以下关键属性：

• data：二进制文件的相对路径，语法如 /incbin/("./Image") 或 /incbin/("./ramdisk.img")。
• type：组件类型，如 "kernel"、"ramdisk"、"flat_dt"。
• **arch / os**：处理器架构（如 "arm64"）和操作系统（如 "linux"）。
• compression：压缩算法（如 "gzip" 或 "none"/"uncompressed"），U-Boot 会据此在引导前自动解压。
• **load / entry**：在内存中的加载绝对地址和执行入口地址。
• hash：数据完整性校验算法（如 "sha256"），是防止镜像被篡改的核心依赖。

2) configurations 节点 (装箱单)

用于将 images 节点中的组件拼接成不同的“套餐”，以应对不同的硬件板型。

• 可以通过 default = "config@1"; 指定默认配置。
• 每个配置项（如 config@1, config@2）可以自由组合特定的 kernel、ramdisk 和 fdt 节点。系统上电时，即可根据硬件特征直接调用对应配置。

4 its文件示例

device/rockchip/rk3588/boot.its

/*
 * Copyright (C) 2021 Rockchip Electronics Co., Ltd
 *
 * SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
 */

/dts-v1/;
/ {
    description = "U-Boot FIT source file for arm";

    images {
        fdt {
            data = /incbin/("kernel/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3588-evb1-lp4-v10-linux.dtb");
            type = "flat_dt";
            arch = "arm64";
            compression = "none";
            load = <0xffffff00>;

            hash {
                algo = "sha256";
            };
        };

        kernel {
            data = /incbin/("kernel/arch/arm64/boot/Image");
            type = "kernel";
            arch = "arm64";
            os = "linux";
            compression = "none";
            entry = <0xffffff01>;
            load = <0xffffff01>;

            hash {
                algo = "sha256";
            };
        };

        resource {
            data = /incbin/("kernel/resource.img");
            type = "multi";
            arch = "arm64";
            compression = "none";

            hash {
                algo = "sha256";
            };
        };

        initrd {
            description = "Ubuntu overlayroot ramdisk";
            data = /incbin/("../my_initrd.img");
            type = "ramdisk";
            arch = "arm64";
            os = "linux";
            compression = "none";
            load = <0xffffff02>;
            hash {
                algo = "sha256";
            };
        };
    };

    configurations {
        default = "conf";

        conf {
            rollback-index = <0x00>;
            fdt = "fdt";
            kernel = "kernel";
            multi = "resource";
            ramdisk = "initrd";

            signature {
                algo = "sha256,rsa2048";
                padding = "pss";
                key-name-hint = "dev";
                sign-images = "fdt", "kernel", "multi", "initrd";
            };
        };
    };
};