Kernel啟動時會決議cmdline，然后根據這些引數如console root來進行配置運行，
Cmdline是由bootloader傳給kernel，如uboot，將需要傳給kernel的引數做成一個tags鏈表放在ram中，將首地址傳給kernel，kernel決議tags來獲取cmdline等資訊，
Uboot傳參給kernel以及kernel如何決議tags可以看我的另一篇博文，鏈接如下：
今天要分析的是kernel在獲取到cmdline之后如何對cmdline進行決議，
依據我的思路（時間順序，如何開始，如何結束），首先看kernel下2種引數的注冊，
第一種是kernel通用引數，如console=ttyS0,115200 root=/rdinit/init等，這里以console為例，
第二種是kernel下各個driver中需要的引數，在寫driver中，如果需要一些啟動時可變引數，可以在driver最后加入module_param（）來注冊一個引數，kernel啟動時由cmdline指定該引數的值，
這里以drivers/usb/gadget/serial.c中的use_acm引數為例（這個例子有點偏，，因為最近在除錯usb虛擬串口）
一 kernel通用引數
對于這類通用引數，kernel留出單獨一塊data段，叫.ini.setup段，在arch/arm/kernel/vmlinux.lds中：
.init.data : {
*(.init.data) *(.cpuinit.data) *(.meminit.data) *(.init.rodata) *(.cpuinit.rodata) *(.meminit.rodata) . = ALIGN(32); __dtb_star
. = ALIGN(16); __setup_start = .; *(.init.setup) __setup_end = .;
__initcall_start = .; *(.initcallearly.init) __initcall0_start = .; *(.initcall0.init) *(.initcall0s.init) __initcall1_start =
__con_initcall_start = .; *(.con_initcall.init) __con_initcall_end = .;
__security_initcall_start = .; *(.security_initcall.init) __security_initcall_end = .;
. = ALIGN(4); __initramfs_start = .; *(.init.ramfs) . = ALIGN(8); *(.init.ramfs.info)
}
可以看到init.setup段起始__setup_start和結束__setup_end，
.init.setup段中存放的就是kernel通用引數和對應處理函式的映射表，在include/linux/init.h中
可以看出宏定義__setup以及early_param定義了obs_kernel_param結構體，該結構體存放引數和對應處理函式，存放在.init.setup段中，
可以想象，如果多個檔案中呼叫該宏定義，在鏈接時就會根據鏈接順序將定義的obs_kernel_param放到.init.setup段中，
以console為例，在/kernel/printk.c中，如下：
static int __init console_setup(char *str)
{
.......
}
__setup("console=", console_setup);
__setup宏定義展開，如下：
Static struct obs_kernel_param __setup_console_setup
__used_section(.init.setup) __attribute__((aligned((sizeof(long)))) = {
.name = “console=”,
.setup_func = console_setup,
.early = 0
}
__setup_console_setup編譯時就會鏈接到.init.setup段中，kernel運行時就會根據cmdline中的引數名與.init.setup段中obs_kernel_param的name對比，
匹配則呼叫console-setup來決議該引數，console_setup的引數就是cmdline中console的值，這是后面引數決議的大體程序了，
二 driver自定義引數
對于driver自定義引數，kernel留出rodata段一部分，叫__param段，在arch/arm/kernel/vmlinux.lds中，如下：
__param : AT(ADDR(__param) - 0) { __start___param = .; *(__param) __stop___param = .; }
該段放在.rodata段中，
那該段中存放的是什么樣的資料呢？
Driver中使用module_param來注冊引數，跟蹤這個宏定義，最終就會找到對__param段的操作函式如下：
/* This is the fundamental function for registering boot/module
parameters. */
#define __module_param_call(prefix, name, ops, arg, perm, level) \
/* Default value instead of permissions? */ \
static int __param_perm_check_##name __attribute__((unused)) = \
BUILD_BUG_ON_ZERO((perm) < 0 || (perm) > 0777 || ((perm) & 2)) \
+ BUILD_BUG_ON_ZERO(sizeof(""prefix) > MAX_PARAM_PREFIX_LEN); \
static const char __param_str_##name[] = prefix #name; \
static struct kernel_param __moduleparam_const __param_##name \
__used \
__attribute__ ((unused,__section__ ("__param"),aligned(sizeof(void *)))) \
= { __param_str_##name, ops, perm, level, { arg } }
........
#define module_param(name, type, perm) \
module_param_named(name, name, type, perm)
#define module_param_named(name, value, type, perm) \
param_check_##type(name, &(value)); \
module_param_cb(name, ?m_ops_##type, &value, perm); \
__MODULE_PARM_TYPE(name, #type)
#define module_param_cb(name, ops, arg, perm) \
__module_param_call(MODULE_PARAM_PREFIX, name, ops, arg, perm, -1）
以driver/usb/gadget/serial.c中的use_acm為例，如下：
static bool use_acm = true;
module_param(use_acm, bool, 0);
Module_param展開到__module_param_call，如下：
Static bool use_acm = true;
Param_check_bool(use_acm, &(use_acm));
__module_param_call(MODULE_PARAM_PREFIX, use_acm, ?m_ops_bool, &(use_acm, 0, -1));
__MODULE_PARAM_TYPE(use_acm, bool);
將__module_param_call展開，可以看到是定義了結構體kernel_param，如下：
Static struct kernel_param __moduleparam_const __param_use_acm
__used __attribute__ ((unused,__section__ ("__param"),aligned(sizeof(void *)))) = {
.name = MODULE_PARAM_PREFIX#use_acm,
.ops = ?m_ops_bool,
.Perm=0,
.level = -1.
.arg = &use_acm
}
很清楚，跟.init.setup段一樣，kernel鏈接時會根據鏈接順序將定義的kernel_param放在__param段中，
Kernel_param有3個成員變數需要注意：
（1）
ops=param_ops_bool，是kernel_param_ops結構體，定義如下：
struct kernel_param_ops param_ops_bool = {
.set = param_set_bool,
.get = param_get_bool,
};
這2個成員函式分別去設定和獲取引數值
在kernel/param.c中可以看到kernel默認支持的driver引數型別有bool byte short ushort int uint long ulong string（字串） charp（字串指標）array等，
對于默認支持的引數型別，param.c中提供了kernel_param_ops來處理相應型別的引數，
（2）
Arg = &use_acm，宏定義展開，可以看到arg中存放use_acm的地址，引數設定函式param_set_bool（const char *val, const struct kernel_param *kp）
將val值設定到kp->arg地址上，也就是改變了use_acm的值，從而到達傳遞引數的目的，
(3)
.name=MODULE_PARAM_PREFIX#use_acm,定義了該kernel_param的name，
MODULE_PARAM_PREFIX非常重要，定義在include/linux/moduleparam.h中：
* You can override this manually, but generally this should match the
module name. */
#ifdef MODULE
#define MODULE_PARAM_PREFIX /* empty */
#else
#define MODULE_PARAM_PREFIX KBUILD_MODNAME "."
#endif
如果我們是模塊編譯（make modules），則MODULE_PARAM_PREFIX為empty，
在模塊傳參時，引數名為use_acm，如insmod g_serial.ko use_acm=0
正常編譯kernel，MODULE_PARAM_PREFIX為模塊名+”.”
如果我們在傳參時不知道自己的模塊名是什么，可以在自己的驅動中加列印，將MODULE_PARAM_PREFIX列印出來，來確定自己驅動的模塊名，
所以這里將serial.c編入kernel，根據driver/usb/gadget/Makefile，如下：
g_serial-y := serial.o
....
obj-$(CONFIG_USB_G_SERIAL) += g_serial.o
最終是生成g_serial.o，模塊名為g_serial.ko，.name = g_serial.use_acm，
kernel傳參時，該引數名為g_serial.use_acm
這樣處理防止kernel下眾多driver中出現重名的引數，
可以看出，對于module_param注冊的引數，如果是kernel默認支持型別，kernel會提供引數處理函式，
如果不是kernel支持引數型別，則需要自己去實作param_ops##type了，
這個可以看drivers/video/uvesafb.c中的scroll引數的注冊（又有點偏，，，無意間找到的），
引數注冊是在kernel編譯鏈接時完成的（聯結器將定義結構體放到.init.setup或__param中）
接下來需要分析kernel啟動時如何對傳入的cmdline進行分析，
三 kernel對cmdline的決議
根據我之前寫的博文可知，start_kernel中setup_arch中決議tags獲取cmdline，拷貝到boot_command_line中，我們接著往下看start_kernel，
呼叫setup_command_line，將cmdline拷貝2份，放在saved_command_line static_command_line，
下面呼叫parse_early_param(),如下：
void __init parse_early_options(char *cmdline)
{
parse_args("early options", cmdline, NULL, 0, 0, 0, do_early_param);
}
/* Arch code calls this early on, or if not, just before other parsing. */
void __init parse_early_param(void)
{
static __initdata int done = 0;
static __initdata char tmp_cmdline[COMMAND_LINE_SIZE];
if (done)
return;
/* All fall through to do_early_param. */
strlcpy(tmp_cmdline, boot_command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
parse_early_options(tmp_cmdline);
done = 1;
}
Parse_early_param拷貝cmdline到tmp_cmdline中一份，最終呼叫parse_args，如下：
/* Args looks like "foo=bar,bar2 baz=fuz wiz". */
int parse_args(const char *name,
char *args,
const struct kernel_param *params,
unsigned num,
s16 min_level,
s16 max_level,
int (*unknown)(char *param, char *val))
{
char *param, *val;
pr_debug("Parsing ARGS: %s\n", args);
/* Chew leading spaces */
args = skip_spaces(args);
while (*args) {
int ret;
int irq_was_disabled;
args = next_arg(args, ?m, &val);
irq_was_disabled = irqs_disabled();
ret = parse_one(param, val, params, num,
min_level, max_level, unknown);
if (irq_was_disabled && !irqs_disabled()) {
printk(KERN_WARNING "parse_args(): option '%s' enabled "
"irq's!\n", param);
}
switch (ret) {
case -ENOENT:
printk(KERN_ERR "%s: Unknown parameter `%s'\n",
name, param);
return ret;
case -ENOSPC:
printk(KERN_ERR
"%s: `%s' too large for parameter `%s'\n",
name, val ?: "", param);
return ret;
case 0:
break;
default:
printk(KERN_ERR
"%s: `%s' invalid for parameter `%s'\n",
name, val ?: "", param);
return ret;
}
}
/* All parsed OK. */
return 0;
}
.....
void __init parse_early_options(char *cmdline)
{
parse_args("early options", cmdline, NULL, 0, 0, 0, do_early_param);
}
Parse_args遍歷cmdline，按照空格切割獲取引數，對所有引數呼叫next_arg獲取引數名param和引數值val，如console=ttyS0,115200，則param=console，val=ttyS0,115200，呼叫parse_one，如下：
static int parse_one(char *param,
char *val,
const struct kernel_param *params,
unsigned num_params,
s16 min_level,
s16 max_level,
int (*handle_unknown)(char *param, char *val))
{
unsigned int i;
int err;
/* Find parameter */
for (i = 0; i < num_params; i++) {
if (parameq(param, params[i].name)) {
if (params[i].level < min_level
|| params[i].level > max_level)
return 0;
/* No one handled NULL, so do it here. */
if (!val && params[i].ops->set != param_set_bool
&& params[i].ops->set != param_set_bint)
return -EINVAL;
pr_debug("They are equal! Calling %p\n",
params[i].ops->set);
mutex_lock(?m_lock);
err = params[i].ops->set(val, ?ms[i]);
mutex_unlock(?m_lock);
return err;
}
}
if (handle_unknown) {
pr_debug("Unknown argument: calling %p\n", handle_unknown);
return handle_unknown(param, val);
}
pr_debug("Unknown argument `%s'\n", param);
return -ENOENT;
}
由于從parse_early_options傳入的num_params=0，所以parse_one是直接走的最后handle_unknown函式，該函式是由parse-early_options傳入的do_early_param，如下：
static int __init do_early_param(char *param, char *val)
{
const struct obs_kernel_param *p;
for (p = __setup_start; p < __setup_end; p++) {
if ((p->early && parameq(param, p->str)) ||
(strcmp(param, "console") == 0 &&
strcmp(p->str, "earlycon") == 0)
) {
if (p->setup_func(val) != 0)
printk(KERN_WARNING
"Malformed early option '%s'\n", param);
}
}
/* We accept everything at this stage. */
return 0;
}
Do_early_param遍歷.init.setup段，如果有obs_kernel_param的early為1，或cmdline中有console引數并且obs_kernel_param有earlycon引數，則會呼叫該obs_kernel_param的setup函式來決議引數，
Do_early_param會對cmdline中優先級較高的引數進行決議，我翻了下kernel原始碼找到一個例子，就是arch/arm/kernel/early_printk.c，利用cmdline引數earlyprintk來注冊最早的一個console，有興趣大家可以參考下，
如果想kernel啟動中盡早列印輸出，方便除錯，可以注冊str為earlycon的obs_kernel_param，
在其setup引數處理函式中register_console，注冊一個早期的console，從而是printk資訊正常列印，這個在后面我還會總結一篇kernel列印機制來說這個問題，
do_early_param是為kernel中需要盡早配置的功能（如earlyprintk earlycon）做cmdline的決議，
Do_early_param就說道這里，該函式并沒有處理我們經常使用的kernel通用引數和driver自定義引數，接著往下看，代碼如下：
setup_arch(&command_line);
mm_init_owner(&init_mm, &init_task);
mm_init_cpumask(&init_mm);
setup_command_line(command_line);
setup_nr_cpu_ids();
setup_per_cpu_areas();
smp_prepare_boot_cpu(); /* arch-specific boot-cpu hooks */
build_all_zonelists(NULL);
page_alloc_init();
printk(KERN_NOTICE "Kernel command line: %s\n", boot_command_line);
parse_early_param();
parse_args("Booting kernel", static_command_line, __start___param,
__stop___param - __start___param,
-1, -1, &unknown_bootoption);
Parse_early_param結束后，start_kernel呼叫了parse_args，這次呼叫，不像parse_early_param中呼叫parse_args那樣kernel_param指標都為NULL，而是指定了.__param段，
回到上面看parse_args函式，params引數為.__param段起始地址，num為kernel_param個數，
Min_level,max_level都為-1.unknown=unknown_bootoption
Parse_args還是像之前那樣，遍歷cmdline，分割獲取每個引數的param和val，對每個引數呼叫parse_one，
回看Parse_one函式原始碼：
（1）parse_one首先會遍歷.__param段中所有kernel_param,將其name與引數的param對比，同名則呼叫該kernel_param成員變數kernel_param_ops的set方法來設定引數值，
聯想前面講driver自定義引數例子use_acm,cmdline中有引數g_serial.use_acm=0，則在parse_one中遍歷匹配在serial.c中注冊的__param_use_acm，呼叫param_ops_bool的set函式，從而設定use_acm=0.
（2）如果parse_args傳給parse_one是kernel通用引數，如console=ttyS0,115200，則parse_one前面遍歷.__param段不會找到匹配的kernel_param，就走到后面呼叫handle_unknown，就是parse_args傳來的unknown_bootoption，代碼如下：
/*
* Unknown boot options get handed to init, unless they look like
* unused parameters (modprobe will find them in /proc/cmdline).
*/
static int __init unknown_bootoption(char *param, char *val)
{
repair_env_string(param, val);
/* Handle obsolete-style parameters */
if (obsolete_checksetup(param))
return 0;
/* Unused module parameter. */
if (strchr(param, '.') && (!val || strchr(param, '.') < val))
return 0;
if (panic_later)
return 0;
if (val) {
/* Environment option */
unsigned int i;
for (i = 0; envp_init[i]; i++) {
if (i == MAX_INIT_ENVS) {
panic_later = "Too many boot env vars at `%s'";
panic_param = param;
}
if (!strncmp(param, envp_init[i], val - param))
break;
}
envp_init[i] = param;
} else {</span>
<span style="font-size:14px;"> /* Command line option */
unsigned int i;
for (i = 0; argv_init[i]; i++) {
if (i == MAX_INIT_ARGS) {
panic_later = "Too many boot init vars at `%s'";
panic_param = param;
}
}
argv_init[i] = param;
}
return 0;
}
首先repair_env_string會將param val重新組合為param=val形式，
Obsolete_checksetup則遍歷-init_setup段所有obs_kernel_param，如有param->str與param匹配，則呼叫param_>setup進行引數值配置，
這里需要注意的一點是repair_env_string將param重新拼成了param=val形式，后面遍歷匹配都是匹配的”param=”而不是“param”，
如之前分析kernel通用引數所舉例子，__setup(“console=”, console_setup)，
Console=ttyS0，115200,obsolete_checksetup是匹配前面console=，如果匹配，則跳過console=，獲取到其值ttyS0,115200，呼叫其具體的setup函式來決議設定引數值，
可以想象，parse_one對于parse_args傳來的每一個cmdline引數都會將.__param以及-init.setup段遍歷匹配，匹配到str或name一致，則呼叫其相應的set或setup函式進行引數值決議或設定，
Start_kernel中Parse_args結束，kernel的cmdline就決議完成！
總結下kernel的引數決議：
（1）kernel編譯鏈接，利用.__param .init.setup段將kernel所需引數（driver及通用）和對應處理函式的映射表（obs_kernel_param kernel_param結構體）存放起來，
（2）Kernel啟動，do_early_param處理kernel早期使用的引數（如earlyprintk earlycon）
（3）parse_args對cmdline每個引數都遍歷__param .init.setup進行匹配，匹配成功，則呼叫對應處理函式進行引數值的決議和設定，
還有一點很值得思考，kernel下對于這種映射處理函式表方式還有很多使用，比如之前博文中uboot傳參給kernel，kernel對于不同tags的處理函式也是以該種方式來映射的，
kernel下driver私有結構體的回呼處理函式也有這個思想哇！
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