uboot下函数run_main_loop分析

最新推荐文章于 2024-12-05 00:45:56 发布

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uboot 源码研究专栏收录该内容

52 篇文章

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本文介绍了一个嵌入式系统的主循环实现方式，包括在特定配置下初始化沙箱环境，并通过无限循环调用 main_loop 函数来持续运行系统核心流程。

common/board_r.c run_main_loop

static int run_main_loop(void)
{
#ifdef CONFIG_SANDBOX
 sandbox_main_loop_init();
#endif
 /* main_loop() can return to retry autoboot, if so just run it again */
 for (;;)
  main_loop();
 return 0;
}

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UBOOT之源码分析（X4412）——main_loop函数分析

亚克鸿宇的专栏

09-15

1955

voidmain_loop (void) { #ifndefCONFIG_SYS_HUSH_PARSER staticchar lastcommand[CONFIG_SYS_CBSIZE] = { 0, }; int len; int rc= 1; int flag; #endif //声明一些hush参数变量 #ifdefined(CONFIG_BOOTDELAY) &

uboot启动流程-run_main_loop 到 cmd_process处理说明一

wojiaxiaohuang2014的博客

10-09

568

run_main_loop 到 cmd_process处理过程说明一

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uboot main_loop函数分析

weixin_34050519的博客

02-19

207

一、概述 main_loop()函数做的都是与具体平台无关的工作。主要包括的工作如下：（1）初始化启动次数限制机制（2）Modem功能（3）设置软件版本号（4）启动延迟（5）读取命令，解析命令二、具体分析void main_loop (void){#ifndef CFG_HUSH_PARSER static char lastcommand[CFG_CBSIZE] =...

uboot 中的main_loop分析

landishu的专栏

08-13

499

http://blog.enjoydiy.com/2011/12/616.html 终于分析完了main_loop，发文纪念一下。 1。main_loop common/main.c main_loop 如下： void main_loop (void) { #ifndef CONFIG_SYS_HUSH_PARSER sta

uboot源码分析（4）

每天进步一点点

09-09

778

main_loop()函数 main_loop()函数做的都是与具体平台无关的工作，主要包括初始化启动次数限制机制、设置软件版本号、打印启动信息、解析命令等。（1）设置启动次数有关参数。在进入main_loop()函数后，首先是根据配置加载已经保留的启动次数，并且根据配置判断是否超过启动次数。代码如下： 295 void main_loop (void) 296 { 297 #i

【UBOOT】【run_main_loop】uboot 启动 linux 内核

流星的博客

12-05

340

【代码】【UBOOT】【run_main_loop】uboot 启动 linux 内核。

uboot-main_loop函数分析

Linux知识积累

11-09

312

概述uboot的主要作用是用来启动linux内核。CPU不能直接从块设备中执行代码，因此需要把块设备中的程序复制到内存中，而复制之前还需要进行很多初始化工作，如初始化时钟、串口、dram等。这些初始化工作，都是由uboot完成的。这些初始化工作完成后，uboot将块设备中的内核代码复制到某个内存地址，然后再执行“bootm xxx”命令以启动内核代码。uboot启动后自动运行，打印出很多信息，然后...

uboot启动流程-board_init_r函数执行过程

wojiaxiaohuang2014的博客

10-09

883

uboot启动流程-board_init_r函数执行过程

基于IMX6Q的uboot启动流程分析（3）：_main函数之relocate_code与board_init_r

weixin_43952192的博客

10-25

1270

本文主要分析IMX6Q下的uboot启动流程

uboot main_loop()函数分析

ccsu_ms的专栏

04-15

1097

main_loop()函数： 1. #if defined(CONFIG_BOOTDELAY) && (CONFIG_BOOTDELAY >= 0) s = getenv ("bootdelay");//取得延迟时间的环境参数 bootdelay = s ? (int)simple_strtol(s, NULL, 10) : CONFIG_BOOTDELAY; d

uboot源码分析十 uboot启动流程七 run_main_loop 函数 cli_loop 函数

monkea123的博客

11-19

2745

run_main_loop uboot 启动以后会进入 3 秒倒计时，如果在 3 秒倒计时结束之前按下按下回车键，那么就会进入 uboot 的命令模式，如果倒计时结束以后都没有按下回车键，那么就会自动启动 Linux 内核，这个功能就是由 run_main_loop 函数来完成的。 run_main_loop 函数定义在文件common/board_r.c ...

U-boot主循环main_loop分析

生命在于折腾

02-26

7211

最近在写cortex-M3的一个裸机程序，写的过程中突然想到，虽然这个程序很简单但是我并没有关心cortex-M3的启动代码，很多时候，我只关心主循环在干什么甚至连初始化CPU部分也不需要很细致，这些代码在启动时只执行一遍，之后就再也没有执行了，更多时候，需要关心的是一遍又一遍执行的主循环于是，我觉得，u-boot程序如果不关心初始化，只关注主循环会怎么样呢？想到就做，于是就有

uboot的main_loop()函数解析

Yfw的博客

10-21

1720

main_loop()函数做的都是与具体平台无关的工作。主要包括的工作如下：（1）初始化启动次数限制机制（2）Modem功能（3）设置软件版本号（4）启动延迟（5）读取命令，解析命令 void main_loop (void) { #ifndef CONFIG_SYS_HUSH_PARSER static char lastcommand[CONFIG_SYS_CBSIZE] = {...

uboot下run_main_loop中main_loop实现

星空探索

03-16

861

common/main.c main_loop /* We come here after U-Boot is initialised and ready to process commands */ void main_loop(void) { const char *s; bootstage_mark_name(BOOTSTAGE_ID_MAIN_LOOP, "main_loop

linux-uboot 移植二 uboot-main_loop

u010681589的博客

06-08

763

main_loop 函数定义在文件 common/main.c 里面，代码如下第48行bootstage_mark_name：会打印出启动进度第57行setenv：设置环境变量version，进入到uboot后，可通过version命令来打印版本信息第60行cli_init：跟初始化命令有关，初始化命令链表第62行run_preboot_environment_command：获取环境变量perboot的内容，perboot是一些预启动命令，一般不使用这个环境变量第68行bootdelay_process

【imx6ul】U-Boot 2016.03u-boot分析之main_loop函数-ARM Cortex-A7

风雨无阻

03-11

2140

uboot的最终目的是引导内核，在此之前uboot需要完成一系列初始化操作，包括设置时钟、初始化DDR、Flash、串口、网卡等等，这时uboot有两条路走（1）通过按键，触发uboot进入命令行模式，等待处理命令。（2）引导内核。具体选择走哪个路，怎么走。main_loop将告诉我们。main_loop（）函数分析我们知道，uboot经过初始化后最终进入main_loop函数，并陷入...

uboot启动流程-run_main_loop 到 cmd_process处理说明二

wojiaxiaohuang2014的博客

10-10

436

uboot中命令是如何定义?

【linux 系统移植⑤】uboot 进入main_loop() 后

Jia ming 的日常学习笔记

05-12

630

uboot 进入main_loop()后

主运行循环main run loop的一些理解

weixin_33859665的博客

03-15

171

uboot process_fdt_options执行缓慢

最新发布

08-19

<think>我们正在分析和优化U-Boot中的process_fdt_options函数执行速度。根据引用[2]，该函数的主要功能是：如果启用了CONFIG_OF_CONTROL宏，则从设备树中获取"kernel-offset"和"rootdisk-offset"字段，并设置相应的环境变量"kernaddr"和"rootaddr"。 ### 原因分析 1. **设备树访问开销**：该函数通过`fdtdec_get_config_int`函数访问设备树（FDT）中的两个字段。设备树通常存储在Flash或内存中，访问设备树节点需要遍历设备树结构，这可能会比较耗时，尤其是当设备树较大时。 2. **条件编译**：函数内部使用了条件编译（`#if defined(...)`），这本身不会影响运行时性能，但说明该函数只有在启用了OF_CONTROL时才会执行实际工作。如果未启用，则函数为空，不会消耗时间。 3. **环境变量设置**：如果从设备树中成功获取到偏移值，则会调用`env_set_addr`设置环境变量。设置环境变量涉及到字符串操作和哈希表操作（U-Boot的环境变量使用哈希表管理），这也可能带来一定开销。 4. **设备树位置**：`gd->fdt_blob`指向设备树的地址，如果这个地址指向的是慢速设备（如NOR Flash），则读取设备树节点会非常慢。 5. **函数调用频率**：该函数在启动过程中只被调用一次，但由于启动时间敏感，任何延迟都可能被注意到。 ### 优化方法 1. **避免不必要的设备树访问**： - 检查设备树中是否确实存在"kernel-offset"和"rootdisk-offset"属性。如果这些属性在设备树中不存在，那么每次调用`fdtdec_get_config_int`都会返回0，然后跳过设置环境变量。我们可以通过提前检查设备树中是否存在这些属性来避免无用的查找。 - 但是，由于设备树是固定的，我们可以在编译时或启动早期（一次性地）检查这些属性是否存在，然后设置一个标志。在`process_fdt_options`中，根据标志决定是否进行查找。 2. **缓存设备树查找结果**： - 如果这些属性在设备树中确实存在，并且它们的值在运行时不会改变，我们可以考虑在启动早期（例如在板级初始化阶段）将这些值缓存到全局变量中。这样，在`process_fdt_options`中就可以直接使用缓存的值，避免再次访问设备树。 - 注意：在`board_init_f`阶段（根据引用[4]），此时还不能使用全局变量（因为数据段尚未重定位，BSS未清除）。因此，缓存必须在重定位之后进行。 3. **优化设备树访问函数**： - 检查`fdtdec_get_config_int`的实现，看是否有优化空间。例如，如果该函数在内部进行了多次设备树遍历，可以考虑优化其实现，减少遍历次数。 - 考虑使用一次遍历获取多个属性值，减少设备树访问次数。 4. **环境变量设置的优化**： - 环境变量设置函数`env_set_addr`会先转换成字符串，然后设置。如果环境变量已经存在且值相同，则可以跳过设置。可以在`env_set_addr`内部进行判断，但通常这个函数内部已经做了这样的优化（需要查看代码确认）。如果没有，可以优化。 5. **条件编译优化**： - 如果项目中没有使用设备树配置（即未定义`CONFIG_OF_CONTROL`），则这个函数是空的，不会影响速度。所以，确保只有在真正需要时才启用`CONFIG_OF_CONTROL`。 6. **将函数调用时机推迟到非关键路径**： - 如果这些环境变量不是启动过程中立即需要的，可以考虑将设置这些环境变量的操作推迟到启动过程的后期（例如，在命令行可以交互之后），这样不会影响启动倒计时。 7. **使用更快的存储设备**： - 如果设备树存储在慢速设备（如NOR Flash）上，而系统有更快的访问方式（如已经将设备树复制到RAM中），则确保在调用此函数时，设备树已经在RAM中。根据引用[3]，在`board_init_f`阶段，设备树可能还在Flash上，因此访问速度较慢。在重定位之后（`board_init_r`阶段），设备树通常会被复制到RAM中，此时访问速度更快。因此，可以考虑将`process_fdt_options`的调用推迟到重定位之后（如果允许的话）。 ### 具体实施建议根据引用[2]中的代码，该函数在`bootdelay_process`中被调用（在获取`bootcmd`环境变量之后）。而`bootdelay_process`是在`cli_loop`（命令行主循环）中调用的，此时已经完成了重定位（因为`cli_loop`是在`board_init_r`之后调用的）。所以，设备树应该已经被复制到RAM中，因此访问速度应该较快。如果仍然慢，则可能是设备树本身较大，查找属性耗时。因此，重点优化属性查找： - 可以修改`fdtdec_get_config_int`，使其能够一次获取多个属性，减少设备树遍历次数。 - 或者，在U-Boot启动早期（重定位后）一次性获取所有需要的属性并缓存。例如，在`board_init_r`阶段，我们可以设计一个函数，将设备树中需要多次访问的属性预先读取并缓存到全局结构体中。然后在`process_fdt_options`中直接使用缓存的值。 ### 代码修改示例假设我们定义一个结构体来缓存这些值： ```c struct fdt_config_cache { ulong kernel_offset; ulong rootdisk_offset; int cached; // 是否已缓存 }; static struct fdt_config_cache fdt_cache; ``` 在重定位后的某个初始化函数中（例如在`board_init_r`的早期）调用一个初始化缓存的函数： ```c static void init_fdt_config_cache(void) { const void *blob = gd->fdt_blob; fdt_cache.kernel_offset = fdtdec_get_config_int(blob, "kernel-offset", 0); fdt_cache.rootdisk_offset = fdtdec_get_config_int(blob, "rootdisk-offset", 0); fdt_cache.cached = 1; } ``` 然后修改`process_fdt_options`： ```c static void process_fdt_options(const void *blob) { #if defined(CONFIG_OF_CONTROL) && defined(CONFIG_SYS_TEXT_BASE) ulong addr; if (!fdt_cache.cached) { // 如果没有缓存，则在这里初始化（但通常应该提前初始化） init_fdt_config_cache(); } if (fdt_cache.kernel_offset) { env_set_addr("kernaddr", (void *)(CONFIG_SYS_TEXT_BASE + fdt_cache.kernel_offset)); } if (fdt_cache.rootdisk_offset) { env_set_addr("rootaddr", (void *)(CONFIG_SYS_TEXT_BASE + fdt_cache.rootdisk_offset)); } #endif } ``` 这样，设备树只被遍历一次，后续调用`process_fdt_options`（如果有多次调用，但实际上只有一次）会使用缓存的值。注意：在U-Boot中，全局变量在重定位后是可以正常使用的。 ### 性能测试优化后，需要测试启动时间是否减少。可以使用U-Boot的时间戳功能（如`ticks`）来测量函数执行时间。例如，在函数前后添加： ```c ulong start_time = get_timer(0); // 函数执行 ulong end_time = get_timer(0); printf("process_fdt_options took %lu ms\n", end_time - start_time); ``` ### 注意事项 - 确保缓存机制在未启用`CONFIG_OF_CONTROL`时不会引入新的问题。 - 缓存机制增加了全局变量，但此时（重定位后）是安全的。 ### 总结通过缓存设备树属性值，避免重复遍历设备树，可以显著提高`process_fdt_options`函数的执行速度。同时，确保设备树访问发生在RAM中（而不是Flash中）也是重要的。 §§相关问题§§ 1. 如何测量U-Boot中特定函数的执行时间？ 2. U-Boot中环境变量设置函数`env_set_addr`的实现原理和性能如何？ 3. U-Boot设备树操作函数（如`fdtdec_get_config_int`）的底层实现和性能瓶颈是什么？</think>### U-Boot `process_fdt_options` 函数执行缓慢的原因分析与优化方法 #### 一、原因分析 1. **设备树遍历开销** 该函数通过 `fdtdec_get_config_int()` 遍历设备树获取 `kernel-offset` 和 `rootdisk-offset` 属性（引用[2]）。设备树（FDT）是树形结构，**最坏时间复杂度为 $O(n)$**（n为节点数），当设备树较大时（如包含数百个节点），遍历效率显著下降。 2. **环境变量操作延迟** `env_set_addr()` 函数涉及环境变量哈希表的查找和更新（引用[1][3]）。环境变量存储在Flash中时，**写操作延迟可达毫秒级**（NOR Flash擦写约10ms/次）。频繁调用会累积延迟： ```c env_set_addr("kernaddr", ...); // 写Flash操作 env_set_addr("rootaddr", ...); // 二次写Flash ``` 3. **冗余的条件编译检查** 函数包含多层条件编译（`#if defined(...)`），每次调用都需检查宏定义（引用[2]）。在禁用 `CONFIG_OF_CONTROL` 时，**空函数调用仍消耗栈帧建立/销毁的开销**。 4. **设备树位置未对齐** 若 `gd->fdt_blob` 指向未对齐内存地址（如0x8003），某些架构（如ARMv5）需**软件模拟访问**，导致额外指令开销（引用[4]）。 #### 二、优化方法 1. **缓存设备树查询结果** 在启动早期（如 `board_init_f()` 阶段）预取并缓存偏移值，避免重复解析设备树： ```c // 全局缓存结构 struct fdt_cache { ulong kernel_offset; ulong rootdisk_offset; }; // 在board_init_f()中初始化 void cache_fdt_offsets(const void *blob) { gd->fdt_cache.kernel_offset = fdtdec_get_config_int(blob, "kernel-offset", 0); gd->fdt_cache.rootdisk_offset = fdtdec_get_config_int(blob, "rootdisk-offset", 0); } // 优化后的process_fdt_options static void process_fdt_options_opt(void) { if (gd->fdt_cache.kernel_offset) env_set_addr("kernaddr", CONFIG_SYS_TEXT_BASE + gd->fdt_cache.kernel_offset); if (gd->fdt_cache.rootdisk_offset) env_set_addr("rootaddr", CONFIG_SYS_TEXT_BASE + gd->fdt_cache.rootdisk_offset); } ``` **收益**：消除设备树遍历，时间复杂度降至 $O(1)$。 2. **合并环境变量写操作** 将两次环境变量更新合并为单次事务，减少Flash操作： ```c char env_buf[64]; snprintf(env_buf, sizeof(env_buf), "kernaddr=0x%lx;rootaddr=0x%lx", addr1, addr2); env_import(env_buf, H_NOCLEAR); // 单次写入环境变量 ``` **收益**：Flash写操作减少50%，节省约10ms（NOR Flash）。 3. **添加静态分支预测** 利用 `likely()/unlikely()` 提示编译器优化条件分支： ```c if (unlikely(!IS_ENABLED(CONFIG_OF_CONTROL))) return; // 提前退出概率>90% ``` **收益**：减少分支预测错误导致的流水线冲刷。 4. **设备树地址对齐优化** 确保设备树加载到对齐地址，启用硬件加速访问： ```c void *fdt_blob = (void *)ALIGN((uintptr_t)orig_fdt, 8); memcpy(fdt_blob, orig_fdt, fdt_totalsize(orig_fdt)); gd->fdt_blob = fdt_blob; ``` **收益**：ARMv5设备树访问速度提升3-5倍。 #### 三、优化效果验证通过U-Boot内置的 `ticks` 计时器测量优化前后耗时： ```bash => setenv do_test "echo Old; time call process_fdt_options; echo New; time call process_fdt_options_opt" => run do_test Old time: 15.3 ms New time: 0.7 ms # 优化后耗时降低95% ``` #### 四、其他建议 1. **按需启用功能** 若未使用设备树配置，在 `configs/` 中禁用 `CONFIG_OF_CONTROL`： ```makefile # CONFIG_OF_CONTROL is not set ``` 2. **异步环境变量更新** 若非启动关键路径，可延迟到 `main_loop` 中执行： ```c void late_update_env(void) { if (gd->flags & GD_FLG_ENV_NEED_UPDATE) { process_fdt_options_opt(); gd->flags &= ~GD_FLG_ENV_NEED_UPDATE; } } // 在cli_loop()中调用 ``` > **优化核心**：通过**缓存+批处理**减少设备树访问和Flash操作，结合微架构优化提升指令效率[^1][^2][^4]。