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Linux Command Line 解析

2024-01-30 23:41:48阅读 0

0 处理模型

Linux kernel的启动包括很多组件的初始化和相关配置,这些配置参数一般是通过command line进行配置的。在进行后续分析之前,先来理解一下command line的处理模型:

要处理的对象是一个字符串,其中包含了各种配置信息,通常各个配置之间通过空格进行分离,每个配置的表达形式是如:param=value1,value2 或者很简单就是一个rw。

那么kernel就需要提供对这些参数进行处理的处理函数列表。根据参数的作用以及执行期的先后不同,这些处理函数被定义到不同的段中。针对每一个参数,Kernel都会到相应的段中查找相应的处理函数,最终进行各个组件的配置。


1 配置格式

常见的配置格式如:

console=ttySAC0,115200 root=nfs nfsroot=192.168.1.9:/source/rootfs initrd=0x10800000,0x14af47


2 配置方式


2.1 Bootloader动态配置

由bootloader进行参数配置,command line将做为atag_list的一个节点传递到Kernel。


2.2 Kernel静态配置

通过make menuconfig进行配置:运行后配置boot options->Default kernel command string。该配置将被静态编译到Kernel中,通过变量default_command_line访问。


3  解析配置

3.1 相关定义

根据执行的先后顺序,可以将处理函数分为三个大类,他们分别存在于下面三个段中(参考top/arch/arm/kernel/vmlinux.lds):

__setup_start = .; *(.init.setup) __setup_end = .;

__early_begin = .; *(.early_param.init) __early_end = .;

__start___param = .; *(__param) __stop___param = .;

这三个段内存储的不是参数,而是command line参数所需要的处理函数。


3.1.1 .early_param.init段

“.early_param.init”所定义的处理相对靠前一些,它所处理的参数例如:initrd=,cachepolicy=,nocache, nowb,ecc=, vmalloc=, mem=,等等。

这些处理函数是通过__early_param宏来定义的,例如:

static void __init early_initrd(char **p)
{ …… }
__early_param("initrd=", early_initrd);

对于宏__early_param,可以在top/arch/arm/include/asm/Setup.h中找到如下定义:

struct early_params {
    const char *arg;
    void (*fn)(char **p);
};
#define __early_param(name,fn) \
static struct early_params __early_##fn __used \
__attribute__((__section__(".early_param.init"))) = { name, fn }


3.1.2 .init.setup

“.init.setup”定义的处理则要靠后一些,它所处理的参数例如:nfsroot=, ip=,等等。

这些处理函数是通过__setup宏来定义的,例如:

static int __init nfs_root_setup(char *line)
{ …… }
__setup("nfsroot=", nfs_root_setup);

对于宏__setup,可以在top/include/linux/Init.h中看到:

#define __setup_param(str, unique_id, fn, early) \
    static char __setup_str_##unique_id[] __initdata __aligned(1) = str; \
    static struct obs_kernel_param __setup_##unique_id \
           __used __section(.init.setup) \
           __attribute__((aligned((sizeof(long))))) \
           = { __setup_str_##unique_id, fn, early }

#define __setup(str, fn) \
    __setup_param(str, fn, fn, 0)

/* NOTE: fn is as per module_param, not __setup! Emits warning if fn
 * returns non-zero. */
#define early_param(str, fn) \
    __setup_param(str, fn, fn, 1)

注意看的话,可以看到还有一个宏 early_param,它与宏__setup的定义相似,只不过最后一个宏参数是1而不是0。1表示需要提前处理的参数。


3.1.3  __param段

这个段中保存的是build-in类型module的配置参数。该宏直接用来修饰需要的变量。


3.2  解析

3.2.1 相关变量

相关的变量包括:

default_command_line

保存memuconfig配置的参数,如果bootloader传入了命令行参数,那么这个新的配置将被更新到该变量中。

boot_command_line

存在于.init.data段。最初是default_command_line的拷贝。

command_line

存在于.init.data段。在parse_cmdline()中被赋值,数据来源是default_command_line。

saved_command_line

用于保存没有处理过的命令行参数,是boot_caommand_line的拷贝。

static_command_line

是command_line的拷贝。

arcs_cmdline:mips 内核启动的时候会将commandline 拷贝到这个数组中,可以参照下面的链接;

linux mips启动分析_SdustLiYang的专栏-CSDN博客

3.2.2 主要函数

函数名称:parse_cmdline()

操作数据:default_command_line

函数列表:.early_param.init段(在__early_begin和__early_end之间)。

函数功能:依据函数列表对default_command_line中的参数进行处理。

函数名称:parse_early_param()

操作数据:boot_command_line

函数列表:.init.setup段中(__setup_start和__setup_end之间),主要是通过宏early_param定义的部分。

函数功能:依据函数列表对boot_command_line中的参数进行处理。

注意parse_one()的第四个入参是0,而且第五个参数是NULL。这里没有给出参数队列,不会对boot_command_line的每个参数在参数队列中进行对比查找,而是直接在do_early_param()中进行条件判断,如果满足下面的条件,那么对该参数进行对应的操作:

if ((p->early && strcmp(param, p->str) == 0) ||
                  (strcmp(param, "console") == 0 &&
                   strcmp(p->str, "earlycon") == 0)
              )

函数名称:parse_args()

操作数据:static_command_line

函数列表:__param段(__start___param和__stop___param之间)。

函数功能:该操作将依据函数列表,对static_command_line中的参数进行相应的操作。这个操作在parse_one()的第一部分代码完成:

for (i = 0; i < num_params; i++) {
          if (parameq(param, params[i].name)) {
                 DEBUGP("They are equal! Calling %p\n",
                        params[i].set);
                 return params[i].set(val, ¶ms[i]);
          }
   }

接下来对于不被这个列表所支持的参数,将在unknown_bootoption()中进行处理。在unknown_bootoption()中主要是obsolete_checksetup()的操作。

函数名称:obsolete_checksetup()

操作数据:static_command_line

函数列表:.init.setup段中(__setup_start和__setup_end之间),主要是通过宏__setup定义的部分。

函数功能:该操作将依据函数列表,对static_command_line中的参数进行相应的操作。如果是在parse_early_param()中已经处理的操作,那么这里不再处理;如果是查找到的条目中没有操作函数,那么这表示是过时的数据定义(有些早期的代码,没有定义这个函数);如果不是以上两种情形,那么利用找到的函数对参数进行处理。

一个奔跑的程序员

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