注：本文是學(xué)習(xí)朱老師課程整理的筆記，基于uboot-1.3.4和s5pc11x分析。

環(huán)境變量的作用

可以不用修改uboot的源代碼，而是通過修改環(huán)境變量來影響uboot運行時的一些數(shù)據(jù)和特性。譬如說通過修改bootdelay環(huán)境變量就可以更改系統(tǒng)開機自動啟動時倒數(shù)的秒數(shù)。

環(huán)境變量的優(yōu)先級

如果環(huán)境變量為空則使用代碼中的值；如果環(huán)境變量不為空則優(yōu)先使用環(huán)境變量對應(yīng)的值。

譬如machid（機器碼）。uboot中在x210_sd.h中定義了一個機器碼2456，如果要修改uboot中配置的機器碼，可以修改x210_sd.h中的機器碼，但是修改源代碼后需要重新編譯燒錄，很麻煩；比較簡單的方法就是使用環(huán)境變量machid。如：set machid 0x998，有了machid環(huán)境變量后，系統(tǒng)啟動時會優(yōu)先使用machid對應(yīng)的環(huán)境變量，這就是優(yōu)先級問題。

環(huán)境變量的工作方式

默認環(huán)境變量，在uboot/common/env_common.c中default_environment：

uchar default_environment[CFG_ENV_SIZE] = {"bootargs=" CONFIG_BOOTARGS "\0""bootcmd=" CONFIG_BOOTCOMMAND "\0""mtdpart=" CONFIG_MTDPARTITION "\0""nfsboot=" CONFIG_NFSBOOTCOMMAND "\0""bootdelay=" MK_STR(CONFIG_BOOTDELAY) "\0""baudrate=" MK_STR(CONFIG_BAUDRATE) "\0""ethaddr=" MK_STR(CONFIG_ETHADDR) "\0""ipaddr=" MK_STR(CONFIG_IPADDR) "\0""serverip=" MK_STR(CONFIG_SERVERIP) "\0""gatewayip=" MK_STR(CONFIG_GATEWAYIP) "\0""netmask=" MK_STR(CONFIG_NETMASK) "\0""\0" };

環(huán)境變量在內(nèi)存中的存儲大體如下：

這東西本質(zhì)是一個字符數(shù)組，大小為CFG_ENV_SIZE（16kb），里面內(nèi)容就是很多個環(huán)境變量連續(xù)分布組成的，每個環(huán)境變量最末端以’\0’結(jié)束。

SD卡中環(huán)境變量分區(qū)，在uboot的raw分區(qū)中。存儲時是把DDR中的環(huán)境變量整體的寫入SD卡中分區(qū)里。所以當我們saveenv時其實整個所有的環(huán)境變量都被保存了一遍，而不是只保存更改了的。

DDR中環(huán)境變量就是default_environment字符數(shù)組，在uboot中其實是一個全局變量，鏈接時在數(shù)據(jù)段，重定位時default_environment就被重定位到DDR中一個內(nèi)存地址處了。

剛燒錄的SD卡中環(huán)境變量分區(qū)是空白的，uboot第一次運行時加載的是uboot代碼中自帶的一份環(huán)境變量，叫默認環(huán)境變量。我們在saveenv時DDR中的環(huán)境變量會被更新到SD卡中的環(huán)境變量中，就可以被保存下來，下次開機會將環(huán)境變量從SD卡中relocate到DDR中去。

default_environment中的內(nèi)容雖然被uboot源代碼初始化為一定的值（這個值就是我們的默認環(huán)境變量），但是在uboot啟動的第二階段，env_relocate時代碼會去判斷SD卡中的env分區(qū)的crc是否通過。如果crc校驗通過說明SD卡中有正確的環(huán)境變量存儲，則relocate函數(shù)會從SD卡中讀取環(huán)境變量來覆蓋default_environment字符數(shù)組，從而每次開機可以保持上一次更改過的環(huán)境變量。

環(huán)境變量相關(guān)命令源碼解析

• printenv

int do_printenv (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) {int i, j, k, nxt;int rcode = 0;if (argc == 1) { /* Print all env variables */for (i=0; env_get_char(i) != '\0'; i=nxt+1) {for (nxt=i; env_get_char(nxt) != '\0'; ++nxt);for (k=i; k<nxt; ++k)putc(env_get_char(k));putc ('\n');if (ctrlc()) {puts ("\n ** Abort\n");return 1;}}printf("\nEnvironment size: %d/%ld bytes\n",i, (ulong)ENV_SIZE);return 0;}for (i=1; i<argc; ++i) { /* print single env variables */char *name = argv[i];k = -1;for (j=0; env_get_char(j) != '\0'; j=nxt+1) {for (nxt=j; env_get_char(nxt) != '\0'; ++nxt);k = envmatch((uchar *)name, j);if (k < 0) {continue;}puts (name);putc ('=');while (k < nxt)putc(env_get_char(k++));putc ('\n');break;}if (k < 0) {printf ("## Error: \"%s\" not defined\n", name);rcode ++;}}return rcode; }

找到printenv命令所對應(yīng)的函數(shù)。通過printenv的help可以看出，這個命令有2種使用方法。第一種直接使用不加參數(shù)則打印所有的環(huán)境變量；第二種是printenv name則只打印出name這個環(huán)境變量的值。

do_printenv函數(shù)首先判斷argc是否等于1，若argc=1那么就循環(huán)打印所有的環(huán)境變量出來；如果argc不等于1，則后面的參數(shù)就是要打印的環(huán)境變量，給哪個環(huán)境變量就打印哪個。

argc=1時用雙重for循環(huán)來依次打印所有的環(huán)境變量。第一重for循環(huán)就是處理各個環(huán)境變量。所以有多少個環(huán)境變量則第一重就執(zhí)行循環(huán)多少圈。

env_get_char函數(shù)中又調(diào)用了 env_get_char_memory：

uchar env_get_char_memory (int index) {if (gd->env_valid) {return ( *((uchar *)(gd->env_addr + index)) );} else {return ( default_environment[index] );} }

上面兩條return的語句其實可以相等。
在env_init函數(shù)中可以看出：

gd->env_addr = (ulong)&default_environment[0]; gd->env_valid = 1;

總結(jié)：這個函數(shù)要看懂，首先要明白整個環(huán)境變量在內(nèi)存中如何存儲的。

• setenv
  命令定義對應(yīng)的函數(shù)在uboot/common/cmd_nvedit.c中，對應(yīng)的函數(shù)為do_setenv。

int do_setenv (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) {if (argc < 2) {printf ("Usage:\n%s\n", cmdtp->usage);return 1;}return _do_setenv (flag, argc, argv); }

do_setenv中又調(diào)用了_do_setenv，_do_setenv的思路就是：先去DDR中的環(huán)境變量處尋找原來有沒有這個環(huán)境變量，如果原來就有則需要覆蓋原來的環(huán)境變量，如果原來沒有則在最后新增一個環(huán)境變量即可。

第1步：遍歷DDR中環(huán)境變量的數(shù)組，找到原來就有的那個環(huán)境變量對應(yīng)的地址。

/** 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;}

第2步：擦除原來的環(huán)境變量
第3步：寫入新的環(huán)境變量

if (*++nxt == '\0') { /* 擦除原來的環(huán)境變量 */if (env > env_data) {env--;} else {*env = '\0';}} else { for (;;) { /* 寫入新的環(huán)境變量 */*env = *nxt++;if ((*env == '\0') && (*nxt == '\0'))break;++env;}}*++env = '\0';}

本來setenv做完上面的就完了，但是還要考慮一些附加的問題。
問題一：環(huán)境變量太多超出DDR中的字符數(shù)組，溢出的解決方法。
問題二：有些環(huán)境變量如baudrate、ipaddr等，在gd中有對應(yīng)的全局變量。這種環(huán)境變量在set更新的時候要同時去更新對應(yīng)的全局變量，否則就會出現(xiàn)在本次運行中環(huán)境變量和全局變量不一致的情況。

• saveenv

在uboot/common/cmd_nvedit.c中，對應(yīng)函數(shù)為do_saveenv

int do_saveenv (cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char *argv[]) {extern char * env_name_spec;printf ("Saving Environment to %s...\n", env_name_spec);return (saveenv() ? 1 : 0); }

從uboot實際執(zhí)行saveenv命令的輸出，可以知道env_name_spec的定義在env_auto.c中。接著saveenv()就是定義在env_auto.c中：

int saveenv(void) {#if defined(CONFIG_S5PC100) || defined(CONFIG_S5PC110) || defined(CONFIG_S5P6442)if (INF_REG3_REG == 2)saveenv_nand();else if (INF_REG3_REG == 3)saveenv_movinand();else if (INF_REG3_REG == 1)saveenv_onenand();else if (INF_REG3_REG == 4)saveenv_nor();elseprintf("Unknown boot device\n");return 0; }

使用宏定義的方式去條件編譯了各種常見的flash芯片（如movinand、norflash、nand等）。然后在程序中讀取INF_REG（OMpin內(nèi)部對應(yīng)的寄存器）從而知道我們的啟動介質(zhì)，然后調(diào)用這種啟動介質(zhì)對應(yīng)的函數(shù)來操作。這里我們的INF_REG3_REG =3，它的賦值在start.s中：

/* SD/MMC BOOT */cmp r2, #0xcmoveq r3, #BOOT_MMCSD /* #define BOOT_MMCSD 0x3 */……ldr r0, =INF_REG_BASEstr r3, [r0, #INF_REG3_OFFSET]

INF_REG3_REG 寄存器地址：E010F000+0C=E010_F00C，在芯片數(shù)據(jù)手冊中查到該寄存器是用戶自定義數(shù)據(jù)。我們在start.S中判斷啟動介質(zhì)后將#BOOT_MMCSD（就是3，定義在x210_sd.h）寫入了這個寄存器，所以這里讀出的肯定是3，經(jīng)過判斷就是movinand。所以實際執(zhí)行的函數(shù)是：saveenv_movinand。

int saveenv_movinand(void) {movi_write_env(virt_to_phys((ulong)env_ptr));puts("done\n");return 1; }

真正執(zhí)行保存環(huán)境變量操作的是：cpu/s5pc11x/movi.c中的movi_write_env函數(shù)，這個函數(shù)肯定是寫sd卡，將DDR中的環(huán)境變量數(shù)組（其實就是default_environment這個數(shù)組，大小16kb，剛好32個扇區(qū)）寫入iNand中的ENV分區(qū)中。

void movi_write_env(ulong addr) {movi_write(raw_area_control.image[2].start_blk,raw_area_control.image[2].used_blk, addr); }

raw_area_control是uboot中規(guī)劃iNnad/SD卡的原始分區(qū)表，這個里面記錄了我們對iNand的分區(qū)，env分區(qū)也在這里，下標是2。追到這一層就夠了，再里面就是調(diào)用驅(qū)動部分的寫SD卡/iNand的底層函數(shù)了。

• getenv和getenv_r

getenv是不可重入函數(shù)（關(guān)于函數(shù)的可重入性分析見函數(shù)的可重入性理解）。實現(xiàn)方式就是去遍歷default_environment數(shù)組，挨個拿出所有的環(huán)境變量比對name，找到相等的直接返回這個環(huán)境變量的首地址即可。

getenv_r是可重入函數(shù)。getenv函數(shù)是直接返回這個找到的環(huán)境變量在DDR中環(huán)境變量處的地址，而getenv_r函數(shù)的做法是找到了DDR中環(huán)境變量地址后，將這個環(huán)境變量復(fù)制一份到提供的buf中，而不動原來DDR中環(huán)境變量。

所以差別就是：getenv中返回的地址只能讀不能隨便亂寫，而getenv_r中返回的環(huán)境變量是在自己提供的buf中，是可以隨便改寫加工的。兩者功能是一樣的，但是可重入版本會比較安全一些，建議使用。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的uboot的环境变量的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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