(五) u-boot 命令执行过程解析与添加自定义命令

        当我们在控制台的时候，输入boot可以启动Linux内核，那么我们以boot为例子来解析一下uboot命令的执行过程，为下一步分析uboot怎样启动Linux来做准备。

一、我们搜索boot命令

grep -wnR "boot" common
得到：common/cmd_bootm.c:1162: boot, 1, 1, do_bootd,

打开common/cmd_bootm.c 文件

int do_bootd (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]){    int rcode = 0;#ifndef CFG_HUSH_PARSER    if (run_command (getenv ("bootcmd"), flag) < 0) rcode = 1;#else    if (parse_string_outer(getenv("bootcmd"),        FLAG_PARSE_SEMICOLON | FLAG_EXIT_FROM_LOOP) != 0 ) rcode = 1;#endif    return rcode;}U_BOOT_CMD(    boot,   1,  1,  do_bootd,    "boot    - boot default, i.e., run 'bootcmd'\n",    NULL);

其中U_BOOT_CMD命令格式如下：

U_BOOT_CMD(name,maxargs,repeatable,command,"usage","help")

　各个参数的意义如下：

   name：命令名，非字符串，但在U_BOOT_CMD中用“#”符号转化为字符串   maxargs：命令的最大参数个数   repeatable：是否自动重复（按Enter键是否会重复执行）   command：该命令对应的响应函数指针   usage：简短的使用说明（字符串）   help：较详细的使用说明（字符串）

二、U_BOOT_CMD宏分析

① U_BOOT_CMD宏在include/command.h中定义：

#define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \　　　　cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}

“##”与“#”都是预编译操作符，“##”有字符串连接的功能，“#”表示后面紧接着的是一个字符串。

② 其中的cmd_tbl_t在include/command.h中定义如下：

struct cmd_tbl_s {       char       *name;          /* 命令名 */       int          maxargs;       /* 最大参数个数 */       int          repeatable;    /* 是否自动重复 */       int          (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]);  /*  响应函数 */       char       *usage;         /* 简短的帮助信息 */#ifdef    CONFIG_SYS_LONGHELP       char              *help;           /*  较详细的帮助信息 */#endif#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE       /* 自动补全参数 */       int          (*complete)(int argc, char *argv[], char last_char, int maxv, char *cmdv[]);#endif};typedef struct cmd_tbl_s  cmd_tbl_t;extern cmd_tbl_t  __u_boot_cmd_start;extern cmd_tbl_t  __u_boot_cmd_end;

一个cmd_tbl_t结构体变量包含了调用一条命令的所需要的信息。

③ 其中Struct_Section在include/command.h中定义如下：

 #define Struct_Section  __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd")))

凡是带有attribute ((unused,section (“.u_boot_cmd”))属性声明的变量都将被存放在”.u_boot_cmd”段中，并且即使该变量没有在代码中显式的使用编译器也不产生警告信息。

在u-Boot连接脚本board\smdk2410\u-boot.lds中定义了”.u_boot_cmd”段：

. = .;__u_boot_cmd_start = .;          /*将 __u_boot_cmd_start指定为当前地址 */.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }__u_boot_cmd_end = .;           /*  将__u_boot_cmd_end指定为当前地址  */

这表明带有“.u_boot_cmd”声明的函数或变量将存储在“u_boot_cmd”段。

这样只要将u-boot所有命令对应的cmd_tbl_t变量加上“.u_boot_cmd”声明，编译器就会自动将其放在“u_boot_cmd”段，查找cmd_tbl_t变量时只要在__u_boot_cmd_start与__u_boot_cmd_end之间查找就可以了。

三、boot命令宏展开

因此“boot”命令的定义经过宏展开后如下：

　　　　cmd_tbl_t __u_boot_cmd_boot __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd"))) = {boot, 1, 1, do_bootd, "boot    - boot default, i.e., run 'bootcmd'\n", " NULL"}

int do_bootd (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]){    int rcode = 0;#ifndef CFG_HUSH_PARSER    if (run_command (getenv ("bootcmd"), flag) < 0) rcode = 1;#else    if (parse_string_outer(getenv("bootcmd"),        FLAG_PARSE_SEMICOLON | FLAG_EXIT_FROM_LOOP) != 0 ) rcode = 1;#endif    return rcode;}

四、run_command分析

u-boot启动第二阶段最后跳到main_loop函数中循环，

        s = getenv ("bootcmd");    if (bootdelay >= 0 && s && !abortboot (bootdelay)) {        ......        run_command (s, 0);        ......        }

从main_loop中我们知道，如果bootdelay时间内未按下按键则启动Linux内核，按下按键则进入uboot命令行等待用户输入命令。

用户输入命令则调取run_command函数，在该函数中有下面几个比较重要的点：

1. 从注释我们很容易知道这段代码是在对命令进行分离，并且u-boot支持’;’分离命令。

        /*         * Find separator, or string end         * Allow simple escape of ';' by writing "\;"         */        for (inquotes = 0, sep = str; *sep; sep++) {            if ((*sep=='\'') &&                (*(sep-1) != '\\'))                inquotes=!inquotes;            if (!inquotes &&                (*sep == ';') &&    /* separator        */                ( sep != str) &&    /* past string start    */                (*(sep-1) != '\\')) /* and NOT escaped  */                break;        }

2. 分离参数

        /* Extract arguments */        if ((argc = parse_line (finaltoken, argv)) == 0) {            rc = -1;    /* no command at all */            continue;        }

3. 用第一个参数argv[0]在命令列表中寻找对应的命令，并返回一个cmd_tbl_t类型的实例。我们可以猜到这个结构体应该保函了有关命令的一系列内容。

        /* Look up command in command table */        if ((cmdtp = find_cmd(argv[0])) == NULL) {            printf ("Unknown command '%s' - try 'help'\n", argv[0]);            rc = -1;    /* give up after bad command */            continue;        }

在common/command.c 中查看find_cmd函数

/*__u_boot_cmd_start与__u_boot_cmd_end间查找命令，并返回cmdtp->name命令的cmd_tbl_t结构。*/cmd_tbl_t *cmdtp;    cmd_tbl_t *cmdtp_temp = &__u_boot_cmd_start;    /*Init value */    const char *p;    int len;    int n_found = 0;    /*     * Some commands allow length modifiers (like "cp.b");     * compare command name only until first dot.     */    len = ((p = strchr(cmd, '.')) == NULL) ? strlen (cmd) : (p - cmd);    for (cmdtp = &__u_boot_cmd_start;         cmdtp != &__u_boot_cmd_end;         cmdtp++) {        if (strncmp (cmd, cmdtp->name, len) == 0) {            if (len == strlen (cmdtp->name))                return cmdtp;   /* full match */            cmdtp_temp = cmdtp; /* abbreviated command ? */            n_found++;        }    }

五、总结命令执行过程

① 在u-boot控制台中输入“boot”命令执行时，u-boot控制台接收输入的字符串“boot”，传递给run_command函数。

② run_command函数调用common/command.c中实现的find_cmd函数在__u_boot_cmd_start与__u_boot_cmd_end间查找命令，并返回boot命令的cmd_tbl_t结构。

③ 然后run_command函数使用返回的cmd_tbl_t结构中的函数指针调用boot命令的响应函数do_bootd，从而完成了命令的执行。

六、自制u-boot命令

① 首先我们在u-boot的common目录下增加一个cmd_czg.c文件 。

复制cmd_bootm.c中的头文件到cmd_czg.c

#include <common.h>#include <watchdog.h>#include <command.h>#include <image.h>#include <malloc.h>#include <zlib.h>#include <bzlib.h>#include <environment.h>#include <asm/byteorder.h>

②、③定义命令和操作函数

#include <command.h>#include <image.h>#include <malloc.h>#include <zlib.h>#include <bzlib.h>#include <environment.h>#include <asm/byteorder.h>int do_czg (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]){        int i;        for(i=0;i<argc;i++)    {    printf ("i love you ~ argc = %d\n",argc);     printf ("argv[%d] = %s\n",i,argv[i]);    }        return 0;}U_BOOT_CMD(        czg,    CFG_MAXARGS,    1,      do_czg,        "czg   - just for test\n",/*短帮助信息*/        "czg, long help·····················\n"//长帮帮助信息 );

④ 修改common下面的makefile文件，

参考Makefile中其他文件的定义，加入一句

COBJS += cmd_czg.o

⑤ 清除配置编译u-boot并烧录

make distcleanmake 100ask24x0_configmake