内核中对uboot传参tags的校验

Posted 2022-01-28 代二毛

前言

此篇博客介绍的是内核如何解析uboot传递的tag参数。

uboot给内核传tag参数

参考博客：《uboot以tag方式给内核传参》。

* (taglist.init)段

······
  __tagtable_begin = .;
   *(.taglist.init)
  __tagtable_end = .;
·······

上面是摘抄自内核的链接脚本，__tagtable_begin和__tagtable_end表示taglist.init段在链接地址的起始和结束，在内核处理tag传参时需要用到。。

struct tagtable结构体

struct tagtable 
	__u32 tag;//代表不同类型的tag参数
	int (*parse)(const struct tag *);//与tag类型绑定的解析函数
;

struct tagtable结构体由一个整形数tag和函数指针parse构成，其中tag代表不同类型的tag参数，函数指针就是该类型tag参数的处理函数。此结构体就是对每种类型的tag参数绑定一个处理函数。

__tagtable宏

#define __tag __used __attribute__((__section__(".taglist.init")))
#define __tagtable(tag, fn) \\
static struct tagtable __tagtable_##fn __tag =  tag, fn 

static int __init parse_tag_cmdline(const struct tag *tag)

	strlcpy(default_command_line, tag->u.cmdline.cmdline, COMMAND_LINE_SIZE);
	return 0;

__tagtable(ATAG_CMDLINE, parse_tag_cmdline);
//将宏展开：
static struct tagtable __tagtable_parse_tag_cmdline __used __attribute__((__section__(".taglist.init"))) = \\
ATAG_CMDLINE, parse_tag_cmdline

_tagtable宏的作用：
1.定义一个静态局部变量，类型是struct tagtable，名字是__tagtable##fn，并赋值；
2.对定义的结构体赋予".taglist.init"的段属性，链接的时候用__tagtable宏定义的结构体会被链接到一起，类型与一个结构体数组。
重点：在内核中对每种类型的tag参数都要用__tagtable宏去绑定一个解析函数。

struct tag结构体

struct tag_header 
		u32 size;	//结构体的大小
		u32 tag;	//结构体的类型
	;

struct tag 
       struct tag_header hdr;
		union  	//此枚举体包含了uboot传给内核参数的所有类型
				struct tag_core         core;
				struct tag_mem32        mem;
				struct tag_videotext    videotext;
				struct tag_ramdisk      ramdisk;
				struct tag_initrd       initrd;
				struct tag_serialnr     serialnr;
				struct tag_revision     revision;
				struct tag_videolfb     videolfb;
				struct tag_cmdline      cmdline;
				struct tag_acorn        acorn;
				struct tag_memclk       memclk;
				struct tag_mtdpart      mtdpart_info;
		 u;
;

struct tag结构体定义在arch/arm/include/asm/setup.h中。参考博客：《uboot以tag方式给内核传参》。

内核汇编阶段对tag参数的校验

__vet_atags:
	tst	r2, #0x3							@ 检查tag参数所在起始地址是否4字节对齐
	bne	1f									@如果地址没有4字节对齐则跳转到标号1处，校验失败

	ldr	r5, [r2, #0]					@r2中保存的是第一个tag参数的地址，此句相当于r5=r2->hdr.size
	cmp	r5, #ATAG_CORE_SIZE		@比较r5和ATAG_CORE_SIZE是否相等，
	cmpne	r5, #ATAG_CORE_SIZE_EMPTY	@如果上一句不相等，则比较r5和ATAG_CORE_SIZE_EMPTY是否相等
	bne	1f									@上一句代码的结果不相等则跳转到标号1处，校验失败
	ldr	r5, [r2, #4]					@此句相当于r5=r2->hdr.tag
	ldr	r6, =ATAG_CORE				@将ATAG_CORE赋值给r6
	cmp	r5, r6								@判断r5是否等于ATAG_CORE	
	bne	1f									@上一句代码的结果不相等则跳转到标号1处，校验失败

	mov	pc, lr								@校验成功，函数返回

1:	mov	r2, #0
	mov	pc, lr
ENDPROC(__vet_atags)

1.ATAG_CORE_SIZE:ATAG_CORE类型tag结构体的大小;
2.ATAG_CORE_SIZE_EMPTY:第一个tag类型为空，代表uboot没有给内核传tag；
3.ATAG_CORE：这是tag的类型，tag参数的第一个必须是此类型；
4.整个校验的思路：查看uboot传的第一个tag结构体是不是ATAG_CORE类型；

内核C语言阶段对tag参数的校验

调用的函数层次关系

//init/main.c
void __init start_kernel(void)
	void __init setup_arch(char **cmdline_p)
		setup_processor();
		mdesc = setup_machine(machine_arch_type);
		tags = phys_to_virt(mdesc->boot_params);
			parse_tags(tags)
				parse_tag(t)
					t->parse(tag)

(1)start_kernel()函数是内核启动C语言阶段的第一个函数,功能是各模块的初始化；
(2)setup_arch()函数是对uboot传的tag参数进行解析，其中就包括boot_command_line；
(3)setup_processor()函数是校验CPU的id是否支持；
(4)setup_machine（）函数返回描述当前开发板的结构体地址；
(5)phys_to_virt（）函数将物理地址转化成虚拟地址；

setup_arch函数

void __init setup_arch(char **cmdline_p)

	struct tag *tags = (struct tag *)&init_tags;
	struct machine_desc *mdesc;

	setup_processor();//处理CPUID
	mdesc = setup_machine(machine_arch_type);//将描述开发板信息的结构体指针赋值给mdesc变量
	machine_name = mdesc->name;

	if (mdesc->soft_reboot)
		reboot_setup("s");

	if (__atags_pointer)
	
		tags = phys_to_virt(__atags_pointer);//将物理地址转换成虚拟地址
		printk("@@@@@@@ atags_pointer not null\\n");
		
	
	else if (mdesc->boot_params)
	
		tags = phys_to_virt(mdesc->boot_params);//将物理地址转换成虚拟地址，mdesc->boot_params就是开发板描述信息里对tag参数所在内存地址
		printk("@@@@@@@ boot params not null\\n");
	

	if (tags->hdr.tag == ATAG_CORE)  //校验第一个tag参数是不是ATAG_CORE类型
		if (meminfo.nr_banks != 0)
			squash_mem_tags(tags);
		save_atags(tags);
		parse_tags(tags);
	

squash_mem_tags（）函数：首先判断是否处理过内存相关信息，如果nr_banks 不为0则代表以及处理过内存相关信息，调用squash_mem_tags()函数,将tag中ATAG_MEM类型的改为ATAG_NONE类型。

squash_mem_tags函数

void __init squash_mem_tags(struct tag *tag)

	for (; tag->hdr.size; tag = tag_next(tag))
		if (tag->hdr.tag == ATAG_MEM)
			tag->hdr.tag = ATAG_NONE;

遍历tag参数，将ATAG_MEM类型改为ATAG_NONE类型；

parse_tags函数

static void __init parse_tags(const struct tag *t)

	for (; t->hdr.size; t = tag_next(t))
		if (!parse_tag(t))
			printk(KERN_WARNING
				"Ignoring unrecognised tag 0x%08x\\n",
				t->hdr.tag);

遍历tag结构体，每个结构体都用parse_tag()函数去解析；
备注：只有最后一个结构体的size为零。

parse_tag函数

static int __init parse_tag(const struct tag *tag)

	extern struct tagtable __tagtable_begin, __tagtable_end;
	struct tagtable *t;

	for (t = &__tagtable_begin; t < &__tagtable_end; t++)
		if (tag->hdr.tag == t->tag) 
			t->parse(tag);
			break;
		

	return t < &__tagtable_end;

（1）__tagtable_begin和 __tagtable_end是在链接脚本里指定的，表示.taglist.init段的起始和结束地址；
(2)for循环就是去遍历struct tagtable数组，查找与传进来的tag类型匹配的struct tagtable结构体；
(3)如果匹配到struct tagtable结构体，就用绑定的解析函数去解析tag参数；