Linux下uboot添加自定义命令（详细）实例及原理解析

一、简介

本文主要讲述如何在uboot下新增自定义命令，同时解析uboot命令执行的原理。
U-boot全称UniversalBootLoader，即通用bootloader.它是德国DENX小组的开发用于多种嵌入式CPU的bootloader程序，UBoot不仅仅支持嵌入式Linux系统的引导，它还支持NetBSD、VxWorks、QNX、RTEMSARTOS、LynxOS嵌入式操作系统。UBoot除了支持PowerPC系列的处理器外，还能支持MIPS、x86、ARM、NIOS、XScale等诸多常用系列的处理器。

二、reboot命令为例

2.1 下载uboot源码

root@test:/# wget https://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2022.10.tar.bz2
1

uboot下载链接：

1、ftp地址

2、git仓库地址

//解压
root@test:/home/test/u-boot# tar -jxvf /u-boot-2022.10.tar.bz2 -C /home/test
1
2

2.2 Makefile中加入reboot命令编译规则

root@test:/home/test/u-boot# cat cmd/Makefile
1

2.3 添加reboot命令程序文件

root@test:/home/test/u-boot# cat cmd/reboot.c

2.4 编译uboot

//生成.config文件

root@test:/home/test/u-boot#  make xxx_defconfig  // xxx_defconfig根据设备的要求选择，文件在configs目录下
//交叉编译uboot
root@test:/home/test/u-boot#  make CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- clean all
//完成uboot编译后，重新烧写uboot.bin文件到嵌入式的板子上，执行reboot命令就会有打印。
1
2
3
4

三、cmd命令原理解析

3.1 cmd命令参数解析

U_BOOT_CMD(name,maxargs,repeatable,command,"usage","help")
各个参数的意义如下：
name：命令名，非字符串，但在U_BOOT_CMD中用“#”符号转化为字符串
maxargs：命令的最大参数个数
repeatable：是否自动重复（按Enter键是否会重复执行）
command：该命令对应的响应函数指针
usage：简短的使用说明（字符串）
help：较详细的使用说明（字符串）
1
2
3
4
5
6
7
8

3.2 具体调用过程如下：

root@test:/home/test/u-boot#  vim include/command.h
1

“##”与“#”都是预编译操作符，“##”有字符串连接的功能，“#”表示后面紧接着的是一个字符串。

其实就是将cmd目录下定义的所有命令都放到一个链接脚本lds指定的固定分区上，uboot运行直接将这些命令调用出来，具体可参考下面链接：

链接脚本.lds总结

3.3 uboot命令详细执行过程

命令执行过程：
① 在u-boot控制台中输入“boot”命令执行时，u-boot控制台接收输入的字符串“boot”，传递给run_command函数。
② run_command函数调用common/command.c中实现的find_cmd函数在__u_boot_cmd_start与__u_boot_cmd_end间查找命令，并返回boot命令的cmd_tbl_t结构。
③ 然后run_command函数使用返回的cmd_tbl_t结构中的函数指针调用boot命令的响应函数do_bootd，从而完成了命令的执行。

#define Struct_Section  __attribute__ ((unused,section (".u_boot_cmd")))
1

凡是带有attribute ((unused,section (“.u_boot_cmd”))属性声明的变量都将被存放在”.u_boot_cmd”段中，并且即使该变量没有在代码中显式的使用编译器也不产生警告信息。
这样只要将u-boot所有命令对应的cmd_tbl_t变量加上“.u_boot_cmd”声明，编译器就会自动将其放在“u_boot_cmd”段，查找cmd_tbl_t变量时只要在 __u_boot_cmd_start 与 __u_boot_cmd_end 之间查找就可以了。

一个cmd_tbl_t结构体变量包含了调用一条命令的所需要的信息。
在内存中所有cmd_tbl_t类型内存分布如下：

 .u_boot_list : 
 {              
    KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));        
 } 
1
2
3
4

四、其他相关链接

1、uboot下tftp和nand flash启动linux配置总结

2、uboot方式启动硬盘手动制作的根文件系统方案

3、Linux下设备树内容（详细）总结及示例解析

4、链接脚本.lds总结