UBOOT——环境变量的实现原理
uboot 环境变量实现原理：
首先我们先要搞清楚uboot中环境变量的作用，uboot中环境变量的作用就是在不改变源码、不用重新编译的情况下，可以使我们通过
设置环境变量的值来改变uboot的一些设置，如bootdelay时间、机器码的值等等。
下面我们来具体看一下uboot中环境变量如何实现
首先看一下环境变量的初始化函数：
env_init定义在commen/env_movi.c中 函数中实际执行的就是把default_environment的地址赋值给全局变量gd中的env_addr 和env_valid两个值；
int env_init(void)
{
#if defined(ENV_IS_EMBEDDED)
#else /* ENV_IS_EMBEDDED */
gd->env_addr = (ulong)&default_environment[0];
gd->env_valid = 1;
#endif /* ENV_IS_EMBEDDED */
return (0);
}
来看一下default_environment数组
在来看一下env_relocate 这个函数
重点是一下两句代码
env_ptr = (env_t *)malloc (CFG_ENV_SIZE); 这句代码作用是给uboot环境变量开辟一块16k大小的内存
env_relocate_spec (); 这句代码的作用是把sd卡中的uboot环境变量整个分区复制到开辟的这个内存地址处；
void env_relocate (void)
{
#ifdef ENV_IS_EMBEDDED
#else
/*
* We must allocate a buffer for the environment
*/
env_ptr = (env_t *)malloc (CFG_ENV_SIZE);
DEBUGF ("%s[%d] malloced ENV at %p\n", __FUNCTION__,__LINE__,env_ptr);
#endif
if (gd->env_valid == 0) {
}
else {
env_relocate_spec ();
}
gd->env_addr = (ulong)&(env_ptr->data);
}
通过movi_read_env函数把sd卡中的环境变量复制到内存中
主药用到的是 movi_read_env(virt_to_phys((ulong)env_ptr)); 函数
crc32(0, env_ptr->data, ENV_SIZE) != env_ptr->crc
use_default()
三个函数： movi_read_env把sd卡中的uboot的环境变量分区复制到env_ptr中；
crc32 计算内存中环境变量的crc的值，如果不相等则执行
use_default函数
void env_relocate_spec (void)
{
#if !defined(ENV_IS_EMBEDDED)
uint *magic = (uint*)(PHYS_SDRAM_1);
if ((0x24564236 != magic[0]) || (0x20764316 != magic[1]))
movi_read_env(virt_to_phys((ulong)env_ptr));
if (crc32(0, env_ptr->data, ENV_SIZE) != env_ptr->crc)
return use_default();
#endif /* ! ENV_IS_EMBEDDED */
}
下面看一下use_default函数的代码：
1：输出*** Warning - bad CRC or moviNAND, using default environment:
2：清0环境变量内存，把default_environment中的值复制到环境变量内存
3：计算crc，写入内存中的crc位
4：设置gd中的env_valid为1；
static void use_default()
{
puts ("*** Warning - bad CRC or moviNAND, using default environment\n\n");
if (default_environment_size > CFG_ENV_SIZE){
puts ("*** Error - default environment is too large\n\n");
return;
}
memset (env_ptr, 0, sizeof(env_t));
memcpy (env_ptr->data,
default_environment,
default_environment_size);
env_ptr->crc = crc32(0, env_ptr->data, ENV_SIZE);
gd->env_valid = 1;
}
这样环境变量初始化算是完成了；
我们在回顾一下环境变量初始化都做了哪些工作：
1：在uboot还没有初始化flash设备（nand movinand 等flash）的时候，先进行环境变量初级初始化，即把gd全局变量中的 env_valid = 1； env_addr 等于全局变量default_enviroment数组的首地址
2：初始化完flash设置以后就要进行环境变量的重定位工作了，即把环境变量从flash中copy到内存中，用一个全局变量env_ptr指向这段内存；复制工作时通过movi_read_env这个函数实现的，实际就是把sd卡中
环境变量分区全部复制到env_ptr指向的这段内存中，然后在对这段内存中的环境变量进行crc校验，如果失败的话，则把default_enviroment中的环境变量复制到这里；
(这里对代码分析env_relocate函数中用malloc设置了一段内存来存放环境变量，一直没有用free来释放这段内存，这里是否存在安全隐患？)
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接下来我们在看一下uboot中关于环境变量的一些命令
第一个 printenv 实现函数为do_printfenv
代码如下：
1 int do_printenv (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[])
2 {
3 int i, j, k, nxt;
4 int rcode = 0;
5
6 if (argc == 1) { /* Print all env variables */
7 for (i=0; env_get_char(i) != '\0'; i=nxt+1) {
8 for (nxt=i; env_get_char(nxt) != '\0'; ++nxt)
9 ;
10 for (k=i; k<nxt; ++k)
11 putc(env_get_char(k));
12 putc ('\n');
13
14 if (ctrlc()) {
15 puts ("\n ** Abort\n");
16 return 1;
17 }
18 }
19
20 printf("\nEnvironment size: %d/%ld bytes\n",
21 i, (ulong)ENV_SIZE);
22
23 return 0;
24 }
25
26 for (i=1; i<argc; ++i) { /* print single env variables */
27 char *name = argv[i];
28
29 k = -1;
30
31 for (j=0; env_get_char(j) != '\0'; j=nxt+1) {
32
33 for (nxt=j; env_get_char(nxt) != '\0'; ++nxt)
34 ;
35 k = envmatch((uchar *)name, j);
36 if (k < 0) {
37 continue;
38 }
39 puts (name);
40 putc ('=');
41 while (k < nxt)
42 putc(env_get_char(k++));
43 putc ('\n');
44 break;
45 }
46 if (k < 0) {
47 printf ("## Error: \"%s\" not defined\n", name);
48 rcode ++;
49 }
50 }
51 return rcode;
52 }
uchar env_get_char_memory (int index)
{
if (gd->env_valid) {
return ( *((uchar *)(gd->env_addr + index)) );
} else {
return ( default_environment[index] );
}
}
第二个命令：setenv命令对用的函数是do_setenv 命令，实际上调用的是_do_setenv函数
下面我们来分析一下这个函数
int _do_setenv (int flag, int argc, char *argv[])
{
int i, len, oldval;
int console = -1;
uchar *env, *nxt = NULL;
char *name;
bd_t *bd = gd->bd;
uchar *env_data = env_get_addr(0);
if (!env_data) /* need copy in RAM */
return 1;
name = argv[1];
if (strchr(name, '=')) {
printf ("## Error: illegal character '=' in variable name \"%s\"\n", name);
return 1;
}
/*
* search if variable with this name already exists
*/
oldval = -1;
for (env=env_data; *env; env=nxt+1) {
for (nxt=env; *nxt; ++nxt)
;
if ((oldval = envmatch((uchar *)name, env-env_data)) >= 0)
break;
}
/*
* Delete any existing definition
*/
if (oldval >= 0) {
/* Check for console redirection */
if (strcmp(name,"stdin") == 0) {
console = stdin;
} else if (strcmp(name,"stdout") == 0) {
console = stdout;
} else if (strcmp(name,"stderr") == 0) {
console = stderr;
}
if (console != -1) {
if (argc < 3) { /* Cannot delete it! */
printf("Can't delete \"%s\"\n", name);
return 1;
}
/* Try assigning specified device */
if (console_assign (console, argv[2]) < 0)
return 1;
#ifdef CONFIG_SERIAL_MULTI
if (serial_assign (argv[2]) < 0)
return 1;
#endif
}
/*
* Switch to new baudrate if new baudrate is supported
*/
if (strcmp(argv[1],"baudrate") == 0) {
int baudrate = simple_strtoul(argv[2], NULL, 10);
int i;
for (i=0; i<N_BAUDRATES; ++i) {
if (baudrate == baudrate_table[i])
break;
}
if (i == N_BAUDRATES) {
printf ("## Baudrate %d bps not supported\n",
baudrate);
return 1;
}
printf ("## Switch baudrate to %d bps and press ENTER ...\n",
baudrate);
udelay(50000);
gd->baudrate = baudrate;
serial_setbrg ();
udelay(50000);
for (;;) {
if (getc() == '\r')
break;
}
}
if (*++nxt == '\0') {
if (env > env_data) {
env--;
} else {
*env = '\0';
}
} else {
for (;;) {
*env = *nxt++;
if ((*env == '\0') && (*nxt == '\0'))
break;
++env;
}
}
*++env = '\0';
}
#ifdef CONFIG_NET_MULTI
if (strncmp(name, "eth", 3) == 0) {
char *end;
int num = simple_strtoul(name+3, &end, 10);
if (strcmp(end, "addr") == 0) {
eth_set_enetaddr(num, argv[2]);
}
}
#endif
/* Delete only ? */
if ((argc < 3) || argv[2] == NULL) {
env_crc_update ();
return 0;
}
/*
* Append new definition at the end
*/
for (env=env_data; *env || *(env+1); ++env)
;
if (env > env_data)
++env;
/*
* Overflow when:
* "name" + "=" + "val" +"\0\0" > ENV_SIZE - (env-env_data)
*/
len = strlen(name) + 2;
/* add '=' for first arg, ' ' for all others */
for (i=2; i<argc; ++i) {
len += strlen(argv[i]) + 1;
}
if (len > (&env_data[ENV_SIZE]-env)) {
printf ("## Error: environment overflow, \"%s\" deleted\n", name);
return 1;
}
while ((*env = *name++) != '\0')
env++;
for (i=2; i<argc; ++i) {
char *val = argv[i];
*env = (i==2) ? '=' : ' ';
while ((*++env = *val++) != '\0')
;
}
/* end is marked with double '\0' */
*++env = '\0';
/* Update CRC */
env_crc_update ();
/*
* Some variables should be updated when the corresponding
* entry in the enviornment is changed
*/
if (strcmp(argv[1],"ethaddr") == 0) {
char *s = argv[2]; /* always use only one arg */
char *e;
for (i=0; i<6; ++i) {
bd->bi_enetaddr[i] = s ? simple_strtoul(s, &e, 16) : 0;
if (s) s = (*e) ? e+1 : e;
}
#ifdef CONFIG_NET_MULTI
eth_set_enetaddr(0, argv[2]);
#endif
return 0;
}
if (strcmp(argv[1],"ipaddr") == 0) {
char *s = argv[2]; /* always use only one arg */
char *e;
unsigned long addr;
bd->bi_ip_addr = 0;
for (addr=0, i=0; i<4; ++i) {
ulong val = s ? simple_strtoul(s, &e, 10) : 0;
addr <<= 8;
addr |= (val & 0xFF);
if (s) s = (*e) ? e+1 : e;
}
bd->bi_ip_addr = htonl(addr);
return 0;
}
if (strcmp(argv[1],"loadaddr") == 0) {
load_addr = simple_strtoul(argv[2], NULL, 16);
return 0;
}
#if defined(CONFIG_CMD_NET)
if (strcmp(argv[1],"bootfile") == 0) {
copy_filename (BootFile, argv[2], sizeof(BootFile));
return 0;
}
#endif
#ifdef CONFIG_AMIGAONEG3SE
if (strcmp(argv[1], "vga_fg_color") == 0 ||
strcmp(argv[1], "vga_bg_color") == 0 ) {
extern void video_set_color(unsigned char attr);
extern unsigned char video_get_attr(void);
video_set_color(video_get_attr());
return 0;
}
#endif /* CONFIG_AMIGAONEG3SE */
return 0;
}
