uboot代码解析2：环境变量、调试信息、uboot升级、命令交互、C冷门知识

uboot代码解析2：环境变量、调试信息、uboot升级、命令交互、C冷门知识

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本文档的内容imx6ull中测试。

目录

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一 环境变量

env_init

getenv和setenv函数系列函数

int getenv_f(const char *name, char *buf, unsigned len)

调试信息相关

初始化波特率

串口输出调试信息

1 使用uboot自带的debug宏

2 使用自定义的宏

 UBOOT版本信息

修改版本号

tftp下载并在内存中运行uboot

tftp升级uboot

从分区1，直接升级uboot。

将uboot.bin下载到SD卡中

命令交互

int run_command(const char *cmd, int flag)

二 结构体：typedef struct bd_info

bi_arch_number

bi_boot_params

冷门知识

typedef ：函数类型和函数指针类型的用法

自定义类型func变量函数类型

自定义类型pfunc变量函数指针类型

.内嵌汇编

 .typeof关键字

---

一 环境变量

env_init

不同的启动介质对应不同的环境变量初始化函数。所以这个含函数有很多不同的定义，都在common/env_xxx.c中定义，例如我的板子是emmc启动，那就是env_emmc中定义的env_init执行。

我的emmc的env_init的函数如下:

int env_init(void)
{/* use default */gd->env_addr	= (ulong)&default_environment[0];gd->env_valid	= 1;return 0;
}

default_environment是定义如下

static char default_environment[]

该变量在include/env_default.h文件中被定义，可以在该文件定义和修改环境变量默认值

getenv和setenv函数系列函数

有很多的getenv和setenv函数定义cmd/nvedit.c文件中。

int getenv_f(const char *name, char *buf, unsigned len)

调试信息相关

有两类初始化函数_r结尾的和_f结尾的，_r结尾的表示第二阶段的初始化，_f表示第一阶段的初始化函数，他们对应两个数据

初始化波特率

static int init_baud_rate(void)
{gd->baudrate = getenv_ulong("baudrate", 10, CONFIG_BAUDRATE);return 0;
}

这里调用了函数getenv_ulong，它的返回值是整数，该函数定义在cmd/nvedit.c文件中。

也对应的也有setenv_ulong函数

如果设置波特率，那就是

setenv_ulong("baudrate",115200);

这代码的含义就是设置环境变量中波特率的值是115200。

串口输出调试信息

1 使用uboot自带的debug宏

printf函数最终调用的输出函数puts在common/console.c文件中，这里就不解析了。

common/console.c个文件也有和输入相关的函数，命令交互的时候，会调用这些输入函数。

想在哪里输出调试信息的话，在该源文件开头添加如下代码

#ifdef DEBUG
#undef DEBUG
#define debug()    printf(fmt ,##args)

2 使用自定义的宏

//#define __DEBUG_INFO__
#ifdef __DEBUG_INFO__
#define DEBUG_INFO(format,...)	printf("%s,%s,line=%d:"format"n",__FILE__,__func__,__LINE__,##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_INFO(format,...)
#endif//#define __DEBUG_CORE__
#ifdef __DEBUG_CORE__
#define DEBUG_CORE(format,...)	printf("%s,%s,line=%d:"format"n",__FILE__,__func__,__LINE__,##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_CORE(format,...)
#endif//#define __DEBUG_PRINT__
#ifdef __DEBUG_PRINT__
#define DEBUG_PRINT(format,...)	printf(format,##__VA_ARGS__)
#else
#define DEBUG_PRINT(format,...)
#endif

 UBOOT版本信息

修改版本号

U_BOOT_VERSION 定义在文件Version_autogenerated.h 中，如下所示，Version_autogenerated.h它是编译的时候自动生成的，它是在Makefile文件中生成的。

#define PLAIN_VERSION "2016.03"
#define U_BOOT_VERSION "U-Boot " PLAIN_VERSION
#define CC_VERSION_STRING "arm-linux-gnueabihf-gcc (Linaro GCC 4.9-2017.01) 4.9.4"
#define LD_VERSION_STRING "GNU ld (Linaro_Binutils-2017.01) 2.24.0.20141017 Linaro 2014_11-3-git"

在include/version.h文件中

#ifndef CONFIG_IDENT_STRING
#define CONFIG_IDENT_STRING ""
#endif#define U_BOOT_VERSION_STRING U_BOOT_VERSION " (" U_BOOT_DATE " - " U_BOOT_TIME " " U_BOOT_TZ ")" CONFIG_IDENT_STRING

U_BOOT_VERSION_STRING 它就是uboot启动时输出的版本信息的宏，如下所示

U-Boot 2016.03 (Jun 02 2022 - 21:05:03 +0800)

测试一下

tftp下载并在内存中运行uboot

修改宏如下所示

#ifdef CONFIG_IDENT_STRING
#undef CONFIG_IDENT_STRING#ifndef CONFIG_IDENT_STRING
#define CONFIG_IDENT_STRING " for lkmao"
#endif

通过uboot升级uboot，这个操作仅限于我自己的板子，别的板子可能不一样，思路还是可以参考的。

编译并下载

第一步，先将uboot下载到内存80800000地址处

=> tftp 80800000 u-boot.imx
FEC0 Waiting for PHY auto negotiation  done
Using FEC0 device
TFTP from server 192.168.0.11; our IP address is 192.168.0.3
Filename 'u-boot.imx'.
Load address: 0x80800000
Loading: ######################2.6 MiB/s
done
Bytes transferred = 314368 (4cc00 hex)

第二步 直接在80800000处运行uboot

=> go 80800000
## Starting application at 0x80800000 ...

好吧，这是个错误的尝试

看了文档，人家测的时候用8780 0000这个地址，重新下载

=> tftp 87800000 u-boot.bin
FEC0 Waiting for PHY auto negotiation  done
Using FEC0 device
TFTP from server 192.168.0.11; our IP address is 192.168.0.3
Filename 'u-boot.bin'.
Load address: 0x87800000
Loading: #####################2.1 MiB/s
done
Bytes transferred = 307920 (4b2d0 hex)
=> go 87800000

然后运行

go 87800000

 由上图可以，我刚刚修改的内容生效了，是不是有一点点欣慰啊。注意这个uboot只下载到了内存中，没有下载到flash中，重启后它就消失了。

如何下载到板卡中呢？

再测试一下：

tftp升级uboot

以下操作都是按照别人提供的资料操作的,自己可不敢在这个地方搞创新，特别是新手

最好还是再修改点东西，要不然，也不知道有没有成功升级。在版本号中添加"hello world"，

这个宏是在include/version.h文件中。

#ifdef CONFIG_IDENT_STRING
#undef CONFIG_IDENT_STRING#ifndef CONFIG_IDENT_STRING
#define CONFIG_IDENT_STRING " hello world"
#endif

重新编译，找到u-boot.imx文件。

第一步，上前面不同，这次是将u-boot.imx下载到内存中

=> tftp 87800000 u-boot.imx
FEC0 Waiting for PHY auto negotiation  done
Using FEC0 device
TFTP from server 192.168.0.11; our IP address is 192.168.0.3
Filename 'u-boot.imx'.
Load address: 0x87800000
Loading: ######################2.8 MiB/s
done
Bytes transferred = 314368 (4cc00 hex)

第二步，计算

314368/512 = 614(266) :314368是从第一步下载最后一行得到的文件大小信息，266就是扇区数。

第三步，开始下载

切换分区

=> mmc dev 1 0
switch to partitions #0, OK
mmc1(part 0) is current device
=>

写分区

=> mmc write 87800000 2 266MMC write: dev # 1, block # 2, count 614 ... 614 blocks written: OK
=>

配置分区

=> mmc partconf 1 1 0 0
=>

重启验证

重启命令是reset。由下图可知，u-boot.imx已经成功升级了。 

从分区1，直接升级uboot。

以下代码不具备可移植性，仅供参考。这一步可扩展为从文件系统升级。

这个首先将u-boot.imx通过文件系统下载到mmcblk1p1分区，然后到uboot中操作

fatload mmc 1:1 80800000 u-boot.imx
=> fatload mmc 1:1 80800000 u-boot.imx
reading u-boot.imx
379904 bytes read in 34 ms (10.7 MiB/s)
379904 /512 = 742(2e6)
mmc dev 1 0
mmc write 80800000 2 32E //烧写 u-boot.imx 到 EMMC 中
mmc partconf 1 1 0 0 //分区配置， EMMC 需要这一步！

将uboot.bin下载到SD卡中

首先，将SD卡插到ubuntu中，如何知道知道SD卡的设备号呢，简单，插完卡后马上dmesg，如下所示看到sdb1 sdb2 

 说明SD卡的设备就是/dev/sdb

下载

$ ./imxdownload u-boot.bin /dev/sdb
I.MX6ULL bin download software
Edit by:zuozhongkai
Date:2019/6/10
Version:V1.1
log:V1.0 initial version,just support 512MB DDR3V1.1 and support 256MB DDR3
file u-boot.bin size = 307920Bytes
Board DDR SIZE: 512MB
Delete Old load.imx
Create New load.imx
Download load.imx to /dev/sdb  ......
[sudo] lkmao 的密码：
记录了607+1 的读入
记录了607+1 的写出
310992 bytes (311 kB, 304 KiB) copied, 0.95695 s, 325 kB/s
lkmao@ubuntu:~/imx/uboot/uboot_ws/uboot_ws_lkmao$

SD卡暂时无法测试，等能测试了，再把测试结果加进来

命令交互

int run_command(const char *cmd, int flag)

/** Run a command using the selected parser.** @param cmd	Command to run* @param flag	Execution flags (CMD_FLAG_...)* @return 0 on success, or != 0 on error.*/
int run_command(const char *cmd, int flag)
{
#ifndef CONFIG_SYS_HUSH_PARSER/** cli_run_command can return 0 or 1 for success, so clean up* its result.*/if (cli_simple_run_command(cmd, flag) == -1)return 1;return 0;
#elseint hush_flags = FLAG_PARSE_SEMICOLON | FLAG_EXIT_FROM_LOOP;if (flag & CMD_FLAG_ENV)hush_flags |= FLAG_CONT_ON_NEWLINE;return parse_string_outer(cmd, hush_flags);
#endif
}

二 结构体：typedef struct bd_info

bi_arch_number

ulong            bi_arch_number;/* unique id for this board */

这货是一个机器码，用来和内核匹配的，可不是UUID编号。属于板级的。

bi_boot_params

ulong            bi_boot_params;    /* where this board expects params */

bootargs存放的地址，uboot把它传递给内核，内核启动后在设备树中能看到这个值

在目录/proc/device-tree/chosen

# ls -ls
total 00 -r--r--r--    1 root     root             9 Jan  1 00:00 UUID_ID00 -r--r--r--    1 root     root             9 Jan  1 00:00 UUID_ID10 -r--r--r--    1 root     root            84 Jan  1 00:00 bootargs0 -r--r--r--    1 root     root            18 Jan  1 00:00 ethaddr0 -r--r--r--    1 root     root             7 Jan  1 00:00 name0 -r--r--r--    1 root     root            57 Jan  1 00:00 stdout-path
# cat bootargs
console=ttymxc0,115200  root=/dev/ram0 rootfstype=ramfs rdinit=/linuxrc rootwait rw#

冷门知识

typedef ：函数类型和函数指针类型的用法

typedef int (func)(int a,int b);

typedef int (*pfunc)(int a,int b);

写个代码测试一下

typedef int (func)(int a,int b);typedef int (*pfunc)(int a,int b);
int add(int a,int b)
{return a + b;
}

自定义类型func变量函数类型

int a = 5,b = 10;
func *f1 = add;
printf("%dn",f1(a , b));

自定义类型pfunc变量函数指针类型

int a = 5,b = 10;
pfunc f2 = add;
printf("%dn",f2(a , b));

.内嵌汇编

被定义成了宏mb() 和dmb()

#define mb()        asm volatile("dsb sy" : : : "memory")
#define dmb()        __asm__ __volatile__ ("" : : : "memory")

据说这个主要是为了防止gcc的优化造成乱序执行错误。

下面是它被调用的地方

#define __iormb()	dmb()
#define __iowmb()	dmb()#define writeb(v,c)	({ u8  __v = v; __iowmb(); __arch_putb(__v,c); __v; })
#define writew(v,c)	({ u16 __v = v; __iowmb(); __arch_putw(__v,c); __v; })
#define writel(v,c)	({ u32 __v = v; __iowmb(); __arch_putl(__v,c); __v; })
#define writeq(v,c)	({ u64 __v = v; __iowmb(); __arch_putq(__v,c); __v; })#define readb(c)	({ u8  __v = __arch_getb(c); __iormb(); __v; })
#define readw(c)	({ u16 __v = __arch_getw(c); __iormb(); __v; })
#define readl(c)	({ u32 __v = __arch_getl(c); __iormb(); __v; })
#define readq(c)	({ u64 __v = __arch_getq(c); __iormb(); __v; })

如果写过linux驱动是不是很熟悉，可以拿来读写IO口读写内存。

 .typeof关键字

众所周知typeof可以获取变量或者表达式的类型，先看三行代码

int a = 10;
typeof (a++) b = 15;
printf("a = %dn",a);

变量b被定义了以后，a的值是10还是11呢，小伙伴也验证一下

a = 10

为什么要验证这个呢，我因为看达到一段比较大小的代码，如下所示:

#define maxint(a,b)		({typeof (a) __max1 = (a);typeof (b) __max2 = (b);(void)( &__max1 == &__max2);__max1 > __max2?__max1:__max2;})

这是个比较大小的代码，只有当typeof (a++)被执行的时候，a的值没有改变，这个代码才是有效的，实际上也确实如此。

在看两行代码

int a = 10;
typeof (a++ + a++) b = 15;
printf("a = %dn",a);

这个执行完以后a的值还是10

再看两行代码

int a = 10;
typeof (&a) c;
printf("c = %dn",c);
printf("d =%dn",d);

warning: format ‘%d’ expects argument of type ‘int’, but argument 2 has type ‘int *’ [-Wformat=]printf("c = %dn",c);

她说c是一个int类型的指针。

就是说typeof计算了取地址表达式&，没有计算加法运算。

typeof (*c) d = 10;

这个说明啥呢，typeof计算了解引用吗，暂时也这样理解吧，这个也可能是编译器干的好事。再次写一个函数验证一下

最后看一个奇怪的

#include <stdio.h>
void hello()
{printf("hello world");
}	
int main(int argc,char *argv[])
{int a = 10;typeof (a+=10,printf("a = %dn",++a),hello(),a) b = 15;printf("b = %dn",b);return 0;
}

输出结果

$ ./a.out
b = 15

好了，不分析了，适可而止吧，继续分析没啥意义了。