内核配置中Default kernel command string和uboot中bootargs变量的区别

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#command #string #linux

本文探讨了U-Boot中bootargs与Kernel启动时Default kernel command string的关系。当U-Boot设置了bootargs,它将覆盖Kernel默认的启动选项；若未设置，则采用Kernel默认配置。文章还解释了CONFIG_CMDLINE的用途。

1. 如果uboot的bootargs设置了，kernel的Boot options中的Default kernel command string设置与否，都不启作用，即bootargs覆盖掉设置的Default kernel command string，打印的信息也是bootargs传过来的command string。

 

2. 如果uboot的bootargs未设置的话，kernel就以Boot options中的Default kernel command string的设置进行启动。

 

总之：

     不管是从NAND还是NOR起动，uboot是用来引导linux的，如果uboot的bootargs设置了的话，uboot在引导Linux时会用bootargs替换掉linux的command string。CONFIG_CMDLINE实在bootloader无法给内核传递参数的情况下才有用，一般是用不到内核自己配的CONFIG_CMDLINE的 。


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你这理解不对，你这都是基于已经挂载文件系统的情况下，我说的内核启动的过程中，此时文件系统啥都还没有，再重新理解一下
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<think> 我们面临的核心问题：在内核启动的早期阶段（文件系统尚未挂载）如何将配置信息传递给内核模块？ 根据引用[1]和引用[2]： - 根文件系统是内核启动时挂载的第一个文件系统，初始化脚本（如rcS）是在根文件系统挂载之后才执行的。 - 在内核启动的早期阶段（C语言阶段）会处理uboot传递的参数（cmdline）。 因此，在文件系统挂载之前，我们无法通过文件系统读取脚本内容。但是，我们可以利用内核启动参数（由bootloader传递）来传递环境变量。 建议方案： 1. 将需要传递的配置信息写入bootloader（如U-Boot）的环境变量中。 2. 修改U-Boot的启动命令，将这些环境变量添加到内核的启动参数（bootargs）中。 3. 在内核启动时，这些参数会出现在内核的命令行参数中（/proc/cmdline）。 4. 内核模块可以通过解析内核命令行参数来获取这些值。 步骤详解： ### 1. 在U-Boot中设置环境变量 在U-Boot中，我们可以设置一些环境变量，例如： ```bash setenv my_debug_level 3 setenv device_id AA:BB:CC:DD:EE:FF ``` ### 2. 将这些环境变量添加到内核启动参数 修改U-Boot的启动命令，将上述环境变量作为内核启动参数传递： ```bash setenv bootargs console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait debug_level=${my_debug_level} device_id=${device_id} ``` 这样，内核启动时，命令行参数中就会包含`debug_level=3`和`device_id=AA:BB:CC:DD:EE:FF`。 ### 3. 在内核模块中获取启动参数 内核模块可以通过`module_param`宏定义参数，或者使用内核提供的解析函数（如`parse_args`）来获取这些参数。 例如，在内核模块中： ```c #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/init.h> static int debug_level; static char device_id[20]; module_param(debug_level, int, 0); module_param_string(device_id, device_id, sizeof(device_id), 0); static int __init my_module_init(void) { printk(KERN_INFO "Debug Level: %d\n", debug_level); printk(KERN_INFO "Device ID: %s\n", device_id); return 0; } module_init(my_module_init); ``` 或者，如果不想使用`module_param`，也可以在内核模块中直接解析内核命令行参数： ```c #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/init.h> #include <linux/cmdline.h> static int __init my_module_init(void) { char *debug_str = NULL; char *id_str = NULL; debug_str = strstr(saved_command_line, "debug_level="); if (debug_str) { sscanf(debug_str, "debug_level=%d", &debug_level); } id_str = strstr(saved_command_line, "device_id="); if (id_str) { sscanf(id_str, "device_id=%s", device_id); } printk(KERN_INFO "Debug Level: %d\n", debug_level); printk(KERN_INFO "Device ID: %s\n", device_id); return 0; } ``` ### 4. 文件系统中的脚本如何影响？ 但是，用户要求是在文件系统制作时配置shell脚本，然后烧录进板子。那么，我们可以在文件系统中放置一个脚本，这个脚本的作用是设置U-Boot环境变量（在系统运行时）。 例如，在文件系统中创建一个脚本`/usr/sbin/set_boot_args`： ```bash #!/bin/sh fw_setenv my_debug_level 3 fw_setenv device_id AA:BB:CC:DD:EE:FF ``` 然后，在系统启动后（比如在某个初始化脚本中）执行这个脚本，这样就会将环境变量写入U-Boot的存储区（如eMMC的U-Boot环境分区）。下次重启时，U-Boot就会使用这些环境变量，进而传递给内核。 但是，这种方法要求当前系统能够访问U-Boot环境分区，并且有`fw_setenv`工具（通常来自`uboot-envtools`包）。 ### 5. 另一种方法：使用设备树（Device Tree） 如果配置信息是固定的，我们也可以在设备树中添加节点，然后在驱动中读取设备树节点属性。 - 在设备树中添加： ```dts / { my_config { compatible = "my-config"; debug-level = <3>; device-id = "AA:BB:CC:DD:EE:FF"; }; }; ``` - 在内核模块中： ```c #include <linux/of.h> #include <linux/module.h> static int __init my_module_init(void) { struct device_node *node; u32 debug_level; const char *device_id; node = of_find_compatible_node(NULL, NULL, "my-config"); if (!node) { printk(KERN_ERR "my-config node not found\n"); return -ENODEV; } if (of_property_read_u32(node, "debug-level", &debug_level)) { printk(KERN_WARNING "debug-level not found, using default\n"); debug_level = 0; } if (of_property_read_string(node, "device-id", &device_id)) { printk(KERN_WARNING "device-id not found\n"); device_id = "unknown"; } printk(KERN_INFO "Debug Level: %d\n", debug_level); printk(KERN_INFO "Device ID: %s\n", device_id); return 0; } ``` 然后，在制作文件系统时，我们不需要脚本，只需要在编译内核时使用这个设备树。 ### 总结 根据不同的需求，可以选择： - 动态修改：使用U-Boot环境变量传递（需要系统启动后运行脚本修改U-Boot环境） - 固定配置：使用设备树 如果必须在文件系统挂载前由内核模块读取，并且配置需要灵活改变（每次启动可以不同），那么使用U-Boot传递内核参数是最合适的。 如果配置是固定的，那么设备树方式更标准。 注意：在内核启动的早期阶段（文件系统挂载前）只能通过内核启动参数（cmdline）或设备树来传递参数。 ### 文件系统制作时配置脚本并烧录的流程（以U-Boot环境变量方式为例） 1. 在文件系统的初始化脚本（如`/etc/init.d/rcS`）中调用之前创建的`set_boot_args`脚本。 2. 烧录系统时，将包含该脚本的文件系统烧录进板子。 3. 系统第一次启动时，初始化脚本运行，调用`set_boot_args`，将环境变量写入U-Boot环境分区。 4. 重启系统，U-Boot使用新的环境变量启动内核，内核模块就可以从命令行参数中读取到配置。 注意：第一次启动时，内核模块读取的是U-Boot中之前设置的值（可能是默认值），在写入新值并重启后，新值才会生效。 如果希望第一次启动就生效，那么需要在烧录系统时同时更新U-Boot环境分区。这可以通过在烧录工具（如mfgtool）中配置实现。 引用[3]提到，NXP的imx6ull开发板使用mfgtool烧录，那么可以在烧录时通过工具将U-Boot环境变量一起烧写进去。 因此，我们可以将配置脚本放在文件系统中，同时在烧录时利用烧录工具将初始的U-Boot环境变量（包含这些配置）烧录到环境分区。这样，第一次启动时就可以使用这些配置。 具体步骤： - 准备一个包含初始环境变量的文件（如`uboot.env`），内容为： my_debug_level=3 device_id=AA:BB:CC:DD:EE:FF bootargs=console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait debug_level=${my_debug_level} device_id=${device_id} - 在mfgtool的烧录配置中，将这个`uboot.env`烧录到环境分区（通常是一个固定位置的小分区，比如eMMC的1MB位置）。 - 文件系统中的脚本（`set_boot_args`）用于后续修改。 这样，第一次启动时内核模块就能读取到配置。 ### 相关问题 1. 如果配置信息比较大（比如超过几KB），内核命令行参数可能不够用（有长度限制，通常4KB以内），该怎么办？ 2. 如何确保U-Boot环境变量在烧录时被正确写入？ 3. 在内核启动的哪个阶段可以获取到这些参数？ 4. 设备树方式和内核命令行参数方式如何选择？ 请根据以上内容整理回答。 </think>### 文件系统配置脚本在内核启动早期阶段转化为环境变量的方法 #### 1. **使用内核启动参数传递环境变量** 在内核启动前通过bootloader传递参数，这是内核早期阶段获取配置的标准方法[^2]： ```bash # U-Boot设置环境变量 setenv my_config "debug_level=3 device_id=AA:BB:CC:DD:EE:FF" setenv bootargs ${bootargs} ${my_config} # 内核模块读取参数 #include <linux/moduleparam.h> static int debug_level; static char device_id[20]; module_param_named(debug_level, debug_level, int, 0); module_param_string(device_id, device_id, sizeof(device_id), 0); ``` #### 2. **通过initramfs嵌入脚本** 在文件系统挂载前执行配置脚本[^1]： ```mermaid graph LR A[Bootloader] --> B[加载内核+initramfs] B --> C[内核解压initramfs] C --> D[执行/init脚本] D --> E[设置环境变量] E --> F[挂载根文件系统] ``` 制作包含脚本的initramfs： ```bash # 创建initramfs目录结构 mkdir -p initramfs/{bin,sbin,etc,proc,sys} cp /bin/busybox initramfs/bin/ # 创建初始化脚本 cat > initramfs/init <<EOF #!/bin/sh # 挂载必要的文件系统 mount -t proc proc /proc mount -t sysfs sysfs /sys # 执行配置脚本 source /etc/config_script.sh # 将变量导出到内核 echo "DEBUG_LEVEL=$DEBUG_LEVEL" > /proc/cmdline_add echo "DEVICE_ID=$DEVICE_ID" >> /proc/cmdline_add # 切换到真实根文件系统 exec switch_root /new_root /sbin/init EOF ``` #### 3. **设备树传递配置参数** 适用于固定配置的嵌入式系统[^4]： ```dts / { board_config { compatible = "my-config"; debug-level = <3>; device-id = "AA:BB:CC:DD:EE:FF"; }; }; ``` 内核模块读取设备树： ```c #include <linux/of.h> static int __init my_init(void) { struct device_node *node = of_find_node_by_path("/board_config"); of_property_read_u32(node, "debug-level", &debug_level); of_property_read_string(node, "device-id", &device_id); } ``` #### 4. **早期用户空间机制** 使用专门设计的轻量级init程序： ```c // 最小化init程序示例 int main(int argc, char *argv[]) { // 解析配置文件 parse_config("/etc/early_config.conf"); // 设置内核参数 write_to_proc("/proc/sys/kernel/module_params", "debug_level=%d\ndevice_id=%s", config.debug, config.dev_id); // 执行真实init程序 execve("/sbin/init", argv, envp); } ``` #### 5. **内核启动阶段处理流程** ```mermaid sequenceDiagram Bootloader->>+Kernel: 传递cmdline参数 Kernel-->>+Early Init: 解析cmdline Early Init->>+Initramfs: 执行配置脚本 Initramfs-->>-Kernel: 写入/proc参数 Kernel->>+Modules: 加载驱动模块 Modules-->>-Kernel: 读取启动参数 ``` #### 6. **验证与调试方法** 1. 检查内核启动参数： ```bash cat /proc/cmdline dmesg | grep "Kernel command line" ``` 2. 调试initramfs： ```bash # 解压initramfs mkdir tmp && cd tmp zcat ../initramfs.cpio | cpio -idmv ``` 3. 模块参数验证： ```c printk(KERN_INFO "Loaded with debug_level=%d, device_id=%s\n", debug_level, device_id); ``` #### 7. **注意事项** 1. **安全性**： - 对从用户空间传入的参数进行严格验证 - 使用`kstrtoint()`代替`sscanf()` ```c if (kstrtoint(param_value, 10, &debug_level) != 0) { debug_level = DEFAULT_DEBUG; } ``` 2. **资源限制**： - 内核命令行最大长度通常为4KB - 早期用户空间内存有限（通常1-4MB） 3. **平台适配**： - ARM平台使用`setup_machine_fdt()`处理设备树 - x86平台使用`parse_early_param()`处理cmdline > **最佳实践**：对于量产设备，推荐使用设备树传递固定配置；对于开发阶段，使用U-Boot环境变量提供灵活性[^3][^4]。
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