深入剖析u-boot命令结构

转自：http://blog.csdn.net/fzu_dianzi/article/details/7165507

一、环境

目标板：mini2440

u-boot版本：u-boot-2009.08

交叉编译器：arm-linux-gcc-4.3.2

操作系统：Linux（Ubuntu-11.10）

 

二、目的

1、剖析u-boot命令结构

2、通过代码修改，添加u-boot命令

三、

1、

u-boot支持命令行交互，几乎全部的命令都在common/里面定义。以cmd_开头的文件都是命令类文件。如下图所示：

2、执行命令入口

u-boot stage1执行完后，就跳入stage2 的入口start_armboot函数中。该函数主要进行一系列的初始化，然后进入等待用户命令的循环,main_loop()。

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1. /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again. */  
2. for (;;)   
3. {  
4.     main_loop ();  
5. }  

在main_loop()里，u-boot获取用户控制台输入，然后调用run_command函数执行命令。

这里不详细的分析run_command[common/Main.c]的处理流程。

执行命令之前肯定有一个校验命令合法性的过程，u-boot是通过find_cmd来查找已注册的合法命令的。

该函数定义在common/command.c

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1. cmd_tbl_t *find_cmd (const char *cmd)  
2. {  
3.     int len = &__u_boot_cmd_end - &__u_boot_cmd_start;      //计算命令个数  
4.     return find_cmd_tbl(cmd, &__u_boot_cmd_start, len);         //查找命令表  
5. }  

cmd_tbl_t

其定义是在include/command.h

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1. struct cmd_tbl_s {  
2.     char        *name;      /* Command Name         */  
3.     int     maxargs;    /* maximum number of arguments  */  
4.     int     repeatable; /* autorepeat allowed?      */  
5.                     /* Implementation function  */  
6.     int     (*cmd)(struct cmd_tbl_s *, int, int, char *[]);  
7.     char        *usage;     /* Usage message    (short) */  
8. #ifdef  CONFIG_SYS_LONGHELP  
9.     char        *help;      /* Help  message    (long)  */  
10. #endif  
11. #ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE  
12.     /* do auto completion on the arguments *///自动补全参数  
13.     int     (*complete)(int argc, char *argv[], char last_char, int maxv, char *cmdv[]);  
14. #endif  
15. };  
16.   
17. typedef struct cmd_tbl_s    cmd_tbl_t;  

cmd_tbl_t定义了u-boot命令的结构信息，包含命令名、参数最多个数及命令的回调函数等

__u_boot_cmd_ start和__u_boot_cmd_end

其定义是在cpu/larm920t/u-boot.lds(不同类型的cpu，位置不同)

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1. //u_boot_cmd的起始地址__u_boot_cmd_start，止于__u_boot_cmd_end  
2.     //这段区域内存放u-boot所有命令  
3.     __u_boot_cmd_start = .;  
4.     .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }  
5.     __u_boot_cmd_end = .;  

我们可以查看u-boot根目录下system.map，便一目了然。

链接文件里u_boot_cmd段合并在一起生成一个大的.u_boot_cmd段，并且用__u_boot_cmd_start与__u_boot_cmd_end两个符号标识这块内存的首尾边界。这样的机制使得用户添加代码不用去修改其core代码。

3、查看u-boot的命令文件内容

如果我们要自定义出一个命令，那么必须了解其他命令是如何构建的。在每个cmd_XXX.c文件里都可以看到类似下面定义的语句。

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1. U_BOOT_CMD(  
2.     go, CONFIG_SYS_MAXARGS, 1,  do_go,  
3.     "start application at address 'addr'",  
4.     "addr [arg ...]\n    - start application at address 'addr'\n"  
5.     "      passing 'arg' as arguments"  
6. );  

U_BOOT_CMD

U-Boot中每个命令都通过U_BOOT_CMD宏来定义，其定义是在common/command.h

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1. /* 
2. 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。 
3. */  
4. #define Struct_Section  __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd")))  
5.   
6. #ifdef  CFG_LONGHELP  
7.   
8. #define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \  
9. cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage, help}  
10. //“##”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  
11. #else   /* no long help info */  
12.   
13. #define U_BOOT_CMD(name,maxargs,rep,cmd,usage,help) \  
14. cmd_tbl_t __u_boot_cmd_##name Struct_Section = {#name, maxargs, rep, cmd, usage}  

参数意义如下：

           name：命令名字；

           maxargs：最大的参数个数；

           rep：命令是否可重复，可重复是指运行一个命令后，下次敲回车即可再次运行；

           cmd：对应的函数指针,一般都是do_name；

           usage：简短的使用说明；

           help：较详细的使用说明；

go命令的定义经过宏展开后如下：

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1. cmd_tbl_t __u_boot_cmd_go __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd"))) =   
2. {  
3.     go, CONFIG_SYS_MAXARGS, 1,  do_go,  
4.     "start application at address 'addr'",  
5.     "addr [arg ...]\n    - start application at address 'addr'\n"  
6.     "      passing 'arg' as arguments"  
7. }  

 实质上就是用U_BOOT_CMD宏定义的信息构造了一个cmd_tbl_t类型的结构体。编译器将该结构体放在“u_boot_cmd”段，执行命令时就可以在“u_boot_cmd”段查找到对应的cmd_tbl_t类型结构体。

4、添加自定义命令

1)       在common/创建一个cmd_care.c

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1. #include <common.h>  
2. #include <command.h>  
3.   
4. int do_care (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])  
5. {  
6.     printf("Hello world!\n");  
7. }  
8.   
9. U_BOOT_CMD(  
10.     care,   2,  1,  do_care,  
11.     "u-boot command test by care",  
12.     ""  
13. );  

1)       在common/Makefile添加COBJS-y += cmd_care.o

2)       对u-boot进行编译

3)       结果

编译成功后，查看System.map

证明该命令已经成功添加。

将u-boot.bin烧写到flash，输入我们自定义的命令care