函數(shù)main_loop和u-boot命令執(zhí)行
來源：程序員人生 發(fā)布時(shí)間：2016-12-20 16:36:10 閱讀次數(shù)：3783次
1.main_loop函數(shù)履行流程和命令解釋器
run_main_loop是board_r中函數(shù)運(yùn)行列表init_fnc_t init_sequence_r[]最后1個(gè)函數(shù)，它又調(diào)用了main_loop，且run_main_loop永不返回。
static int run_main_loop(void)
{
/* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again */
for (;;)
main_loop();
return 0;
}
main_loop定義在common/main.c中：
void main_loop(void)
{
const char *s;
bootstage_mark_name(BOOTSTAGE_ID_MAIN_LOOP, "main_loop");
modem_init();
#ifdef CONFIG_VERSION_VARIABLE
setenv("ver", version_string); /* set version variable */
#endif /* CONFIG_VERSION_VARIABLE */
cli_init();
run_preboot_environment_command();
s = bootdelay_process();
if (cli_process_fdt(&s))
cli_secure_boot_cmd(s);
autoboot_command(s);
cli_loop();
}
bootstage_mark_name函數(shù)調(diào)用了show_boot_progress，利用它顯示啟動進(jìn)程(progress)，此處為空函數(shù)。
setenv設(shè)置環(huán)境變量ver為version_string，后者在common/cmd_version.c中定義為：
const char __weak version_string[] = U_BOOT_VERSION_STRING;
U_BOOT_VERSION_STRING在version.h中定義為：
#define U_BOOT_VERSION_STRING U_BOOT_VERSION " (" U_BOOT_DATE " - " \
U_BOOT_TIME " " U_BOOT_TZ ")" CONFIG_IDENT_STRING
其中U_BOOT_VERSION ，U_BOOT_DATE，U_BOOT_TIME，U_BOOT_TZ均由u-boot構(gòu)建系統(tǒng)自動產(chǎn)生，
它們分別代表u-boot版本號，編譯日期和時(shí)間，和時(shí)間區(qū)。
如果定義了CONFIG_SYS_HUSH_PARSER，那末配置u-boot使用hush shell來作為履行器。hush shell是1種輕量型的shell。
cli_init用來初始化hush shell使用的1些變量。hush shell的實(shí)現(xiàn)機(jī)制比較復(fù)雜，以下的hush shell相干實(shí)現(xiàn)代碼都不做詳實(shí)跟蹤分析。
有興趣的可參見源代碼和相干的網(wǎng)絡(luò)文章。
run_preboot_environment_command函數(shù)從環(huán)境變量中獲得"preboot"的定義，該變量包括了1些預(yù)啟動命令，
1般環(huán)境變量中不包括該項(xiàng)配置。
bootdelay_process從環(huán)境變量中取出"bootdelay"和"bootcmd"的配置值，將取出的"bootdelay"配置值轉(zhuǎn)換成整數(shù)，
賦值給全局變量stored_bootdelay，最后返回"bootcmd"的配置值。bootdelay為u-boot的啟動延時(shí)計(jì)數(shù)值，計(jì)數(shù)期間內(nèi)
如無用戶按鍵輸入干預(yù)，那末將履行"bootcmd"配置中的命令。
由于沒有定義CONFIG_OF_CONTROL，函數(shù)cli_process_fdt返回false，接下來履行autoboot_command，
該函數(shù)在common/autoboot.c中實(shí)現(xiàn)：
void autoboot_command(const char *s)
{
if (stored_bootdelay != ⑴ && s && !abortboot(stored_bootdelay)) {
run_command_list(s, ⑴, 0);
}
}
全局變量stored_bootdelay在上面已做說明。靜態(tài)函數(shù)abortboot中包括了CONFIG_AUTOBOOT_KEYED宏預(yù)處理分支，該宏定義用來使能用戶名密碼登錄，這里它沒有定義，而后調(diào)用了abortboot_normal，在履行的時(shí)間stored_bootdelay(秒)內(nèi)，如無用戶按鍵輸入干預(yù)，那末abortboot_normal函數(shù)將返回0，否則返回1。 當(dāng)無用戶按鍵干預(yù)時(shí)，接下來將調(diào)用run_command_list履行上述從環(huán)境變量中讀取的"bootcmd"配置值。注意該函數(shù)的參數(shù)s。run_command_list中調(diào)用了hush
shell的命令解釋器(parse_stream_outer函數(shù))，解釋bootcmd中的啟動命令。環(huán)境變量bootcmd中的啟動命令，用來設(shè)置linux必要的啟動環(huán)境，然后加載和啟動linux內(nèi)核。u-boot啟動linux內(nèi)核后，將控制權(quán)交給linux內(nèi)核，至此不再返回。
如用戶在設(shè)定的bootdelay內(nèi)無按鍵輸入，那末將運(yùn)行cli_loop履行hush shell命令解釋器：
void cli_loop(void)
{
parse_file_outer();
/* This point is never reached */
for (;;);
}
parse_file_outer進(jìn)行必要的初始化后，也將調(diào)用hush shell的命令解釋器，即parse_stream_outer函數(shù)：
static int parse_stream_outer(structin_str*inp,intflag)
{
do {
...
...
run_list(...);
} while (rcode != ⑴ && !(flag & FLAG_EXIT_FROM_LOOP) && //#define FLAG_EXIT_FROM_LOOP 1
(inp->peek != static_peek || b_peek(inp)));
}
上面的do-while會循環(huán)命令解析器的"命令輸入解析--履行"運(yùn)行模式。
其中的函數(shù)run_list履行以下的函數(shù)調(diào)用流程：
run_list-->run_list_real-->run_pipe_real
最后在函數(shù)run_pipe_real中有：
return cmd_process(...);
函數(shù)cmd_process最后完成u-boot命令的定位和履行。
2.u-boot命令履行
命令處理函數(shù)均在common/command.c中實(shí)現(xiàn)，上述函數(shù)cmd_process定義以下：
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 OK so far, then do the command */
if (!rc) {
if (ticks)
*ticks = get_timer(0);
rc = cmd_call(cmdtp, flag, argc, argv);
if (ticks)
*ticks = get_timer(*ticks);
*repeatable &= cmdtp->repeatable;
}
if (rc == CMD_RET_USAGE)
rc = cmd_usage(cmdtp);
return rc;
}
u-boot中使用宏U_BOOT_CMD來定義命令，該宏在include/command.h中定義以下：
#define U_BOOT_CMD(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help) \
U_BOOT_CMD_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help, NULL)
U_BOOT_CMD是宏U_BOOT_CMD_COMPLETE最后1個(gè)參數(shù)_comp為NULL的特例，_comp表示變量是不是自動完成：
#define U_BOOT_CMD_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help, _comp) \
ll_entry_declare(cmd_tbl_t, _name, cmd) = \ /*注意這里是cmd而非_cmd*/
U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, \
_usage, _help, _comp);
其中包括的宏U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE定義為：
#define U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, \
_usage, _help, _comp) \
{ #_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, \
_CMD_HELP(_help) _CMD_COMPLETE(_comp) }
上面的_CMD_HELP根據(jù)配置可選為使用完全或簡短幫助說明。_CMD_COMPLETE則根據(jù)配置決定是不是使用自動完成函數(shù)。U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE宏實(shí)際上是組織輸入?yún)?shù)，對ll_entry_declare進(jìn)行數(shù)據(jù)填充。ll_entry_declare在文件include/linker_lists.h中定義：
#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)))
參數(shù)_type為cmd_tbl_t，這里定義1個(gè)cmd_tbl_t結(jié)構(gòu)體，并把它放在符號段.u_boot_list_2_"#_list"_2_"#_name中，其中的_list和_name根據(jù)宏參數(shù)進(jìn)行字符串替換。
下面，我們舉例說明上述宏的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。比如有以下的定義：
U_BOOT_CMD(
env, CONFIG_SYS_MAXARGS, 1, do_env,
"environment handling commands", env_help_text
);
即
U_BOOT_CMD_COMPLETE (
env, CONFIG_SYS_MAXARGS, 1, do_env,
"environment handling commands", env_help_text,NULL
);
帶入宏參及其展開為 ：
U_BOOT_CMD_COMPLETE(env, CONFIG_SYS_MAXARGS , 1, do_env , "environment handling commands" , env_help_text , NULL ) \
ll_entry_declare(cmd_tbl_t, env , cmd) = \
U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(env , CONFIG_SYS_MAXARGS , 1, do_env , "environment handling commands" , env_help_text , NULL);
其中的ll_entry_declare帶入宏參及其展開為 ：
ll_entry_declare(cmd_tbl_t , env , cmd ) \
cmd_tbl_t _u_boot_list_2_cmd_2_env __aligned(4) \
__attribute__((unused, \
section(".u_boot_list_2_cmd_2_env )))
其中的U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE帶入宏參及其展開為:
U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(env , CONFIG_SYS_MAXARGS , 1, do_env , _usage, _help, _comp) \
{ "env", CONFIG_SYS_MAXARGS , 1, do_env , "environment handling commands" , env_help_text ,NULL}
那末上述U_BOOT_CMD_COMPLETE終究展開為：
cmd_tbl_t _u_boot_list_2_cmd_2_env __aligned(4) \
__attribute__((unused, section(".u_boot_list_2_cmd_2_env ))) =
{ "env", CONFIG_SYS_MAXARGS , 1, do_env , "environment handling commands" , env_help_text ,NULL}
其中的cmd_tbl_t定義為：
<pre code_snippet_id="1890747" snippet_file_name="blog_20160921_20_3676404" name="code" class="cpp">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 []);
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
};
typedef struct cmd_tbl_s cmd_tbl_t;
該結(jié)構(gòu)體包括了命令名，命令實(shí)現(xiàn)函數(shù)，命令使用簡短說明usage的輸出字符串，幫助回調(diào)函數(shù)，參數(shù)變量自動完成函數(shù)等。u-boot使用該結(jié)構(gòu)體來描寫1個(gè)完全的命令。
U_BOOT_CMD_COMPLETE宏用來定義1個(gè)cmd_tbl_t結(jié)構(gòu)體變量，初始化該結(jié)構(gòu)體中的相應(yīng)成員，并把該結(jié)構(gòu)體變量寄存在4字節(jié)對齊的.u_boot_list_2_cmd_2_env符號段中。如前所述，宏U_BOOT_CMD將最后1個(gè)參數(shù)_comp置為NULL，對U_BOOT_CMD_COMPLETE做了進(jìn)1步的封裝。所有使用U_BOOT_CMD和U_BOOT_CMD_COMPLETE定義的命令最后都集中放在以.u_boot_list_2_cmd_2開頭的符號段中。即.u_boot_list_2_cmd_2_##name，這里的name是命令名。
我們回到函數(shù)上述的命令處理函數(shù)cmd_process，被其調(diào)用的find_cmd將根據(jù)命令名查找相應(yīng)的cmd_tbl_t變量符號段，其實(shí)現(xiàn)以下：
cmd_tbl_t *find_cmd(const char *cmd)
{
cmd_tbl_t *start = ll_entry_start(cmd_tbl_t, cmd);
const int len = ll_entry_count(cmd_tbl_t, cmd);
return find_cmd_tbl(cmd, start, len);
}
ll_entry_start定義以下：
#define ll_entry_start(_type, _list) \
({ \
static char start[0] __aligned(4) __attribute__((unused, \
section(".u_boot_list_2_"#_list"_1"))); \
(_type *)&start; \
})
那末，在上述函數(shù)find_cmd中，語句
cmd_tbl_t *start = ll_entry_start(cmd_tbl_t, cmd);
定義1個(gè)包括0個(gè)字節(jié)的數(shù)組start[0]，且把它放在.u_boot_cmd_2_list_1段中，該段屬性為unsued。注意在u-boot.lds中有：
.u_boot_list : {
KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
.u_boot_list中所有符號是按字符表的前后順序排列的，.u_boot_list_2_list_1會放在所有使用U_BOOT_CMD和U_BOOT_CMD_COMPLETE
定義的符號段的最前面，即.u_boot_cmd_2_list_1為以.u_boot_list_2_cmd_2開頭的符號段中的第1個(gè)。它定義為0個(gè)字節(jié)的數(shù)組start[0]，
編譯器其實(shí)不為它分配存儲空間，那末它將指向以.u_boot_list_2_cmd_2開頭的符號段中的第1個(gè)符號。
同理ll_entry_end用end[0]來標(biāo)識.u_boot_list_2_cmd_2_xxx段的結(jié)尾，接下來的函數(shù)ll_entry_count返回的就是start - end的值，
即符號段.u_boot_list_2_cmd_2_xxx總字節(jié)長度。然后調(diào)用find_cmd_tbl，根據(jù)傳入的.u_boot_list_2_cmd_2_xxx段的首地址和
函數(shù)ll_entry_count 返回的長度，根據(jù)命令名查找相應(yīng)的符號段，即相命令對應(yīng)的cmd_tbl_t結(jié)構(gòu)體變量，然后返回該結(jié)構(gòu)體指針。
find_cmd_tbl的實(shí)現(xiàn)以下：
cmd_tbl_t *find_cmd_tbl(const char *cmd, cmd_tbl_t *table, int table_len)
{
cmd_tbl_t *cmdtp;
cmd_tbl_t *cmdtp_temp = table; /* Init value */
const char *p;
int len;
int n_found = 0;
if (!cmd)
return NULL;
len = ((p = strchr(cmd, '.')) == NULL) ? strlen (cmd) : (p - cmd);
for (cmdtp = table; cmdtp != table + table_len; cmdtp++) {
if (strncmp(cmd, cmdtp->name, len) == 0) {
if (len == strlen(cmdtp->name))
return cmdtp; /* full match */
cmdtp_temp = cmdtp; /* abbreviated command ? */
n_found++;
}
}
if (n_found == 1) { /* exactly one match */
return cmdtp_temp;
}
return NULL; /* not found or ambiguous command */
}
查找到命令名對應(yīng)的cmd_tbl_t結(jié)構(gòu)體變量后，cmd_process接下來將調(diào)用函數(shù)cmd_call履行cmd_tbl_t中的命令。
cmd_process中相應(yīng)的代碼段以下：
if (!rc) {
if (ticks)
*ticks = get_timer(0);
rc = cmd_call(cmdtp, flag, argc, argv);
if (ticks)
*ticks = get_timer(*ticks);
*repeatable &= cmdtp->repeatable;
}
if (rc == CMD_RET_USAGE)
rc = cmd_usage(cmdtp);
變量ticks用來記錄命令的履行時(shí)間，repeatable為命令是不是自動重復(fù)履行標(biāo)志。這兩個(gè)變量都將返回到上層的調(diào)用函數(shù)。
函數(shù)cmd_call利用傳入的參數(shù)，直接調(diào)用cmdtp->cmd，即：
(cmdtp->cmd)(cmdtp, flag, argc, argv)；
最后，如果命令履行的返回值為CMD_RET_USAGE，代表命令履行出錯(cuò)，且置標(biāo)CMD_RET_USAGE ，那末將調(diào)用cmd_usage，
輸出簡短的命令使用幫助信息。cmd_usage實(shí)現(xiàn)以下：
int cmd_usage(const cmd_tbl_t *cmdtp)
{
printf("%s - %s\n\n", cmdtp->name, cmdtp->usage);
#ifdef CONFIG_SYS_LONGHELP
printf("Usage:\n%s ", cmdtp->name);
if (!cmdtp->help) {
puts ("- No additional help available.\n");
return 1;
}
puts(cmdtp->help);
putc('\n');
#endif /* CONFIG_SYS_LONGHELP */
return 1;
}
3.u-boot中的子命令
部份u-boot的命令包括子命令，如env命令，它由子命令save,set,edit等組成。類似的還有sf命令。這些主命令履行時(shí)必須指定子命令。
u-boot中子命令的實(shí)現(xiàn)不再使用上面的gcc關(guān)鍵字section來指定段，只是直接定義了1個(gè)cmd_tbl_t表，并使用子命令及其運(yùn)行參數(shù)初始化該表。對上述討論中使用U_BOOT_CMD定義的命令，它們是散放在文件各處的，很難用1個(gè)全局的cmd_tbl_t表將這些命令統(tǒng)1定義初始化。而子命令不同，它只定義在1個(gè)或少許文件中，該cmd_tbl_t表為static類型，可以在定義時(shí)直接填充。固然，主命令還是由宏U_BOOT_CMD來定義引入。
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