从头理清uboot（3）-main_loop 及 CMD实现
目录1. main—loop 函数
上篇引导启动的分析最后会调用run_main_loop,在其中会循环调用main_loop()函数。见下方：
static int run_main_loop(void)
{
for (;;)
main_loop();
return 0;
}
而在main_loop中，执行的语句如下：
void main_loop(void)
{
const char *s;
bootstage_mark_name(BOOTSTAGE_ID_MAIN_LOOP, "main_loop"); //打印启动进度
cli_init(); /*初始化 hash shell 相关 */
run_preboot_environment_command(); /*获取 preboot 环境变量 */
s = bootdelay_process(); /*读取环境变量 bootdelay和bootcmd 的内容*/
if (cli_process_fdt(&s)) /* 此次uboot 直接返回uboot */
cli_secure_boot_cmd(s);
autoboot_command(s);/* 如果延时到了，没有打断就执行默认的boot-arg */
cli_loop(); /* 命令执行函数 */
}
-
bootdelay_process 函数解析：初始化好了
bootdelay的参数，并且返回的命令是bootcmd环境变量。const char *bootdelay_process(void) { char *s; int bootdelay; s = getenv("bootdelay"); bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) : CONFIG_BOOTDELAY; #if !defined(CONFIG_FSL_FASTBOOT) && defined(is_boot_from_usb) if (is_boot_from_usb()) { disconnect_from_pc(); printf("Boot from USB for mfgtools\n"); bootdelay = 0; set_default_env("Use default environment for \ mfgtools\n"); } else { printf("Normal Boot\n"); } #endif bootretry_init_cmd_timeout(); s = getenv("bootcmd"); #if !defined(CONFIG_FSL_FASTBOOT) && defined(is_boot_from_usb) if (is_boot_from_usb()) { s = getenv("bootcmd_mfg"); printf("Run bootcmd_mfg: %s\n", s); } #endif process_fdt_options(gd->fdt_blob); stored_bootdelay = bootdelay; return s; }其中的
get_env函数：可见这个函数根据命令的不同，从哈希表和遍历两种方式，去现有得环境变量中查找对应命令。char *getenv(const char *name) { /* after import into hashtable */ if (gd->flags & GD_FLG_ENV_READY) { ENTRY e, *ep; WATCHDOG_RESET(); e.key = name; e.data = NULL; hsearch_r(e, FIND, &ep, &env_htab, 0); return ep ? ep->data : NULL; } /* restricted capabilities before import */ if (getenv_f(name, (char *)(gd->env_buf), sizeof(gd->env_buf)) > 0) return (char *)(gd->env_buf); return NULL; } -
autoboot_command的函数代码精简如下，可见有三个参数，
stored_bootdelay是刚刚初始化好的bootdelay环境变量的值，S 是bootcmd的值，这两个都条件成立。void autoboot_command(const char *s) { debug("### main_loop: bootcmd=\"%s\"\n", s ? s : "<UNDEFINED>"); if (stored_bootdelay != -1 && s && !abortboot(stored_bootdelay)) { run_command_list(s, -1, 0); } }-
进一步分析
abortboot(stored_bootdelay)发现里面会每次delay 1000ms 就会把传入的stored_bootdelay参数减一，所以当stored_bootdelay递减到0的时候，会执行run_command_list(s, -1, 0)。 -
但是其中有个函数是
tstc()有效的话，就会导致提前break ,不再执行run_command_list(s, -1, 0)。进入指令处理流程。
while ((bootdelay > 0) && (!abort)) { --bootdelay; /* delay 1000 ms */ ts = get_timer(0); do { if (tstc()) { /* we got a key press */ abort = 1; /* don't auto boot */ bootdelay = 0; /* no more delay */ (void) getc(); /* consume input */ break; } udelay(10000); } while (!abort && get_timer(ts) < 1000); printf("\b\b\b%2d ", bootdelay); } -
-
正常的autoboot流程-- run_command_list 函数分析：
会调用：rcode = parse_string_outer(buff, FLAG_PARSE_SEMICOLON); 进而调用：rcode = parse_stream_outer(&input, flag); -
有按键输入，执行解析命令-cli_loop函数：
parse_file_outer(); ->调用：parse_stream_outer(&input, FLAG_PARSE_SEMICOLON); -
所以这种方式都会把接收到的命令交给
parse_stream_outer函数执行。-> 调用: rcode = parse_stream(&temp, &ctx, inp, flag & FLAG_CONT_ON_NEWLINE ? -1 : '\n'); /* 解析输入的命令 */ -> 调用: code = run_list(ctx.list_head); /* 执行命令*/ ->run_list_real(pi); ->run_pipe_real(pi); ->cmd_process(flag, child->argc, child->argv, &flag_repeat, NULL); /* 实际的处理流程*/
2. cmd_process 函数分析
在看函数处理之前，可以先了解uboot cmd 结构体的组成，其中参数见下图注释
struct cmd_tbl_s {
char *name; /* Command Name */
int maxargs; /* maximum number of arguments */
int repeatable; /* autorepeat allowed? */
/* Implementation function */
int (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char * const []);/*调用函数*/
char *usage; /*简短提示信息*/
};
cmd_process 的处理流程如下所示， 可见主要流程为：查找命令->判断参数数量->回调函数调用。
enum command_ret_t cmd_process(int flag, int argc, char * const argv[],
int *repeatable, ulong *ticks)
{
enum command_ret_t rc = CMD_RET_SUCCESS;
cmd_tbl_t *cmdtp;
/* Look up command in command table */
cmdtp = find_cmd(argv[0]);
if (cmdtp == NULL) {
printf("Unknown command '%s' - try 'help'\n", argv[0]);
return 1;
}
/* found - check max args */
if (argc > cmdtp->maxargs)
rc = CMD_RET_USAGE;
#if defined(CONFIG_CMD_BOOTD)
/* avoid "bootd" recursion */
else if (cmdtp->cmd == do_bootd) {
if (flag & CMD_FLAG_BOOTD) {
puts("'bootd' recursion detected\n");
rc = CMD_RET_FAILURE;
} else {
flag |= CMD_FLAG_BOOTD;
}
}
#endif
/* If OK so far, then do the command */
if (!rc) {
if (ticks)
*ticks = get_timer(0);
rc = cmd_call(cmdtp, flag, argc, argv);/*利用回调函数执行*/
if (ticks)
*ticks = get_timer(*ticks);
*repeatable &= cmdtp->repeatable;
}
if (rc == CMD_RET_USAGE)
rc = cmd_usage(cmdtp);
return rc;
}
3. cmd 定义流程
- uboot 命令分析，在
include/command.h中有定义：
#define U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, \
_usage, _help, _comp) \
{ #_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, \
_CMD_HELP(_help) _CMD_COMPLETE(_comp) }
#define U_BOOT_CMD_MKENT(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help) \
U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, \
_usage, _help, NULL)
#define U_BOOT_CMD_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help, _comp) \
ll_entry_declare(cmd_tbl_t, _name, cmd) = \
U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, \
_usage, _help, _comp);
#define U_BOOT_CMD(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help) \
U_BOOT_CMD_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help, NULL)
可以看出有以下几点：
-
U_BOOT_CMD就是U_BOOT_CMD_COMPLETE的宏参数最后一个为NULL -
U_BOOT_CMD_COMPLETE会继续调用ll_entry_declare和U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE函数。分别显示如下-
#define ll_entry_declare(_type, _name, _list) \ _type _u_boot_list_2_##_list##_2_##_name __aligned(4) \ __attribute__((unused, \ section(".u_boot_list_2_"#_list"_2_"#_name))) -
#define U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd,\ _usage, _help, _comp) \ { #_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, \ _CMD_HELP(_help) _CMD_COMPLETE(_comp) }
-
-
其中再次调用了
_CMD_HELP(_help) _CMD_COMPLETE(_comp)这两部分定义如下(相关宏已经定义了)：#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE //# define _CMD_COMPLETE(x) x, #else //# define _CMD_COMPLETE(x) //#endif #ifdef CONFIG_SYS_LONGHELP # define _CMD_HELP(x) x, #else //# define _CMD_HELP(x) //#endif
-
利用一个CMD来分析
U_BOOT_CMD( spibootldr, 2, 0, do_spibootldr, "boot ldr image from spi", "[offset]\n" " - boot ldr image stored at offset into spi\n");经过上述的分析，此命令可以被解析为：
--ll_entry_declare(_type, _name, _list) -> cmd_tbl_t _u_boot_list_2_spibootldr_2_spibootldr __aligned(4) \ __attribute__((unused, \ section(".u_boot_list_2_do_spibootldr_2_spibootldr))) --{ "spibootldr", 2, 0, do_spibootldr," boot ldr image from spi", \ "[offset]\n""- boot ldr image stored at offset into spi\n", NULL, }##连接符:表示后面直接链接#字符串化：表示将传来的参数字符串化。所以最后实现的语句如下所示：
cmd_tbl_t _u_boot_list_2_spibootldr_2_spibootldr __aligned(4) \ __attribute__((unused, section(".u_boot_list_2_do_spibootldr_2_spibootldr"))) = { "spibootldr", 2, 0, do_spibootldr, " boot ldr image from spi", "[offset]\n""- boot ldr image stored at offset into spi\n", NULL, }
4字节对齐定义了一个cmd_tbl_t的结构体变量_u_boot_list_2_spibootldr_2_spibootldr，且被划分到了u_boot_list_2_do_spibootldr_2_spibootldr section。
-
其中对于
cmd_tbl_t有以下定义:struct cmd_tbl_s { char *name; /* Command Name */ int maxargs; /* maximum number of arguments */ int repeatable; /* autorepeat allowed? */ /* Implementation function */ int (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char * const []); /* 函数指针 */ char *usage; /* Usage message (short) */ #ifdef CONFIG_SYS_LONGHELP char *help; /* Help message (long) */ #endif #ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE /* do auto completion on the arguments */ int (*complete)(int argc, char * const argv[], char last_char, int maxv, char *cmdv[]); #endif }; -
section 在内存中的存储位置如下所示：四字节对齐之后存储在rodata 段之后。
.rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) } . = ALIGN(4); .data : { *(.data*) } . = ALIGN(4); . = .; . = ALIGN(4); .u_boot_list : { KEEP(*(SORT(.u_boot_list*))); }
注意：这里有一次SORT排序，结合下面的代码，就会发现能够获取板子的整个命令段。函数内部静态定义也会存在全局变量中。
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#define ll_entry_start(_type, _list)\ ({\ static char start[0] __aligned(4) __attribute__((unused, \ section(".u_boot_list_2_"#_list"_1"))); \ (_type *)&start; \ }) #define ll_entry_end(_type, _list)\ ({ \ static char end[0] __aligned(4) __attribute__((unused, \ section(".u_boot_list_2_"#_list"_3"))); \ (_type *)&end; \ })