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

一.   uboot启动流程

上一篇文章大体分析了run_main_loop 到 cmd_process处理过程。地址如下：

uboot启动流程-run_main_loop 到 cmd_process处理说明一_凌肖战的博客-优快云博客

本文具体分析涉及的几个函数执行过程。

二.  cmd_process处理用到的 uboot命令

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，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 函数主要是调用了 main_loop 函数。

main_loop函数做了很多事，主要调用了几个函数：

bootdelay_process 函数：此函数会读取环境变量 bootdelay 和 bootcmd 的内容， 然后将 bootdelay 的值赋值给全局变量 stored_bootdelay，返回值为环境变量 bootcmd 的值。

autoboot_command 函数：此函数就是检查倒计时是否结束？倒计时结束之前有没有被打断？

 cli_loop 函数：是 uboot 的命令行处理函数，我们在 uboot 中输入各种命令，进行各种操作就是有 cli_loop 函数来处理的。该函数最终调用  cmd_process函数。

1.  uboot中命令是如何定义?

在学习 cmd_process 之前先看一下 uboot 中命令是如何定义的。 uboot 使用宏 U_BOOT_CMD 来定义命令，宏 U_BOOT_CMD 定义在文件 include/command.h 中，定义如下：

#define U_BOOT_CMD(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help)		\
	U_BOOT_CMD_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help, NULL)

可 以 看 出：U_BOOT_CMD 是 U_BOOT_CMD_COMPLETE 的 特 例 ， 将 U_BOOT_CMD_COMPLETE 的最后一个参数设置成 NULL 就 是 U_BOOT_CMD。U_BOOT_CMD_COMPLETE 如下：

#define U_BOOT_CMD_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd, _usage, _help, _comp) \
	ll_entry_declare(cmd_tbl_t, _name, cmd) =			\
		U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(_name, _maxargs, _rep, _cmd,	\
						_usage, _help, _comp);

宏 U_BOOT_CMD_COMPLETE 又 用 到了 ：

ll_entry_declare 和 U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE 。

宏 U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE 定义在文件 include/command.h 中，内容如下：

#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 述 代 码 中 的 “ # ” 表 示 将 _name 传 递 过 来 的 值 字 符 串 化。

ll_entry_declar 定义在文件 include/linker_lists.h 中，定 义如下：

#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)))

_type 为 cmd_tbl_t ，因此 ll_entry_declare 就是定义了一个 cmd_tbl_t 变量，这里用到了 C 语

言中的“ ## ”连接符符。其中的“ ##_list ”表示用 _list 的值来替换，“ ##_name ”就是用 _name 的

值来替换。

U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE 又用到了宏 _CMD_HELP 和 _CMD_COMPLETE ，这两个

宏的定义如下：

#ifdef CONFIG_AUTO_COMPLETE
# define _CMD_COMPLETE(x) x,
#else
# define _CMD_COMPLETE(x)
#endif
#ifdef CONFIG_SYS_LONGHELP
# define _CMD_HELP(x) x,
#else
# define _CMD_HELP(x)
#endif

综上所述，看一下 U_BOOT_CMD 经过展开以后究竟是个什么模样的。

所有与命令有关的，即命令的实现，在 uboot根目录下的 cmd目录的文件下。

以命令 dhcp 为例，dhcp 为网络命令，所以在 uboot根目录下的/cmd/net.c文件中。dhcp 命令定义如下：

U_BOOT_CMD(
 dhcp, 3, 1, do_dhcp,
 "boot image via network using DHCP/TFTP protocol",
 "[loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]"
);

将其展开，结果如下：

1、将 U_BOOT_CMD 展开后为：
U_BOOT_CMD_COMPLETE(dhcp, 3, 1, do_dhcp,
 "boot image via network using DHCP/TFTP protocol",
 "[loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]",
 NULL)
 
2、将 U_BOOT_CMD_COMPLETE 展开后为：
ll_entry_declare(cmd_tbl_t, dhcp, cmd) = \
U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE(dhcp, 3, 1, do_dhcp, \
 "boot image via network using DHCP/TFTP protocol", \
 "[loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]", \
 NULL);
 
3、将 ll_entry_declare 和 U_BOOT_CMD_MKENT_COMPLETE 展开后为： 
cmd_tbl_t _u_boot_list_2_cmd_2_dhcp __aligned(4) \
 __attribute__((unused,section(.u_boot_list_2_cmd_2_dhcp))) \ 
 { "dhcp", 3, 1, do_dhcp, \
 "boot image via network using DHCP/TFTP protocol", \
 "[loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]",\
 NULL}

dhcp 命令最终展开结果为：

cmd_tbl_t _u_boot_list_2_cmd_2_dhcp __aligned(4) \
 __attribute__((unused,section(.u_boot_list_2_cmd_2_dhcp))) \ 
 { "dhcp", 3, 1, do_dhcp, \
 "boot image via network using DHCP/TFTP protocol", \
 "[loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]",\
 NULL}

第 1 行定义了一个 cmd_tbl_t 类型的变量，变量名为 _u_boot_list_2_cmd_2_dhcp ，此变量 4字节对齐。

第 2 行，使用 __attribute__ 关 键 字 设 置 变 量 _u_boot_list_2_cmd_2_dhcp 存 储 在 .u_boot_list_2_cmd_2_dhcp 段中。第 2 行就是设置变量 _u_boot_list_2_cmd_2_dhcp 的存储位置。

u-boot.lds 链接脚本中有一个名为“ .u_boot_list ” 的段，所 有 .u_boot_list 开头的段都存放到 .u_boot.list 中。.u_boot.list 段如下：

. = ALIGN(4);
 . = .;
 . = ALIGN(4);
 .u_boot_list : {
  KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
 }

第 3~6 行， cmd_tbl_t 是个结构体，因此第 3-6 行是初始化 cmd_tbl_t 这个结构体的各个成员变量。 cmd_tbl_t 结构体定义在文件 include/command.h 中，内容如下：

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
};

综合上述，可以得出变量 _u_boot_list_2_cmd_2_dhcp 的各个成员的值如下所示：

_u_boot_list_2_cmd_2_dhcp.name = "dhcp"
_u_boot_list_2_cmd_2_dhcp.maxargs = 3
_u_boot_list_2_cmd_2_dhcp.repeatable = 1
_u_boot_list_2_cmd_2_dhcp.cmd = do_dhcp
_u_boot_list_2_cmd_2_dhcp.usage = "boot image via network using DHCP/TFTP protocol"
_u_boot_list_2_cmd_2_dhcp.help = "[loadAddress] [[hostIPaddr:]bootfilename]"
_u_boot_list_2_cmd_2_dhcp.complete = NULL

三.  总结

当我们在 uboot 的命令行中输入“ dhcp ”这个命令的时候，最终执行的是 do_dhcp 这个函数。

总结一下， uboot 中使用 U_BOOT_CMD 来定义一个命令，最终的目的就是为了定义一个

cmd_tbl_t 类型的变量，并初始化这个变量的各个成员。 uboot 中的每个命令都存储在 .u_boot_list

段中，每个命令都有一个名为 do_xxx(xxx 为具体的命令名 ) 的函数，这个 do_xxx 函数就是具体 的命令处理函数。