一、Uboot的环境变量基础

1.环境变量的作用

让我们可以不用修改uboot的源代码，而是通过修改环境变量来影响uboot运行时的一些数据和特性。如修改bootdelay环境变量就可以更改系统开机自动启动时倒数的秒数。

2.环境变量的优先级

Uboot代码中有一个值，环境变量中也有一个值。Uboot程序实际运行时规则是：如果环境变量为空则使用代码中的值；如果环境变量不为空则优先使用环境变量对应的值。

3.环境变量在uboot中工作方式

默认环境变量，在common/env_common.c中default_environment中。default_environment是一个字符数组，大小为CFG_ENV_SIZE（16K），里面内容就是很多个环境变量连续分布组成的，每个环境变量最末端以’’分隔。

Gcc编译器会自动将多个字符串连接成一个字符串。也就是"bootargs="CONFIG_BOOTARGS""，gcc会将之变成” bootargs= console=ttySAC2,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw init=/linuxrc rootfstype=ext3”

SD卡中环境变量分区，在uboot的raw分区中。SD卡中其实就是给了个分区，专门用来存储而已。存储时其实是把DDR中的环境变量整体的写入到SD卡中分区里。当saveenv时其实整个所有的环境变量都被保存了一遍，而不是只保存更改的。

DDR中环境变量，在default_environment中，实质是字符数组。在uboot中其实是一个全局变量，链接时在数据段，重定位时default_environment就被重定位到DDR中一个内存地址处。这个地址处这个全局字符数组就是uboot运行时的DDR中的环境变量了。

4.总结：

刚烧录的系统环境变量是空白的，uboot第一次运行时加载的是uboot代码中自带的一份环境变量，叫默认环境变量。在saveenv时DDR中的环境变量会被更新到SD卡中的环境变量中，就可以被保存下来，下次开机会在环境变量relocate时会被SD卡中的环境变量会被加载到DDR中。

default_environment中的内容虽然被uboot源代码初始化为一定的值，但是在uboot启动的第二阶段，env_relocate时代码会去判断SD卡中的env分区的CRC是否通过。如果CRC通过说明SD卡中有正确的环境变量存储，则relocate函数会将SD卡中读取环境变量来覆盖default_environment字符数组，从而每次开机可以保持上一次更改过的环境变量。

二、环境变量相关命令

1.printenv

Uboot中输入printenv后，其实是执行函数do_printenv，common/cmd_nvedit.c中。

先判断输入的参数，如果为1个，说明是打印所有的环境变量。就循环打印所有的环境变量出来。

用双重for循环，来依次处理所有环境变量的打印。第一层for循环，就是处理各个环境变量。所以有多少个环境变量就会循环多少次。第二层for循环，就处理单个环境变量的打印。

因此default_environment数组是很长的一个字符数组，中间以作为环境变量的间隔。

第一层循环，用来循环各个环境变量。第二个循环，用来处理每个环境变量。当for (nxt=i; env_get_char(nxt) != ''; ++nxt)；执行完毕后，nxt就指向了当前处理环境变量在数组中的索引处。而环境变量的开始索引保存在i中。

然后在第三个循环，将i和nxt之间的数组内容打印出来，也就是环境变量的内容。打印完毕后，判断是否有按下ctrl+c，有的话，就退出。否则就处理下一个环境变量。

最后i的值就是环境变量的个数。

env_get_char函数（common/env_common.c），获取default_environment数组下标为index的值。

判断目前状态是否已经是重定位了，重定位后，就从内存保存的环境变量中读取。如果没有重定位，就从默认的环境变量保存处读取。

如果argc不为1，说明是打印特定环境变量的值，就打印参数的环境变量。

如：  printenv  bootdelay  serverip  gateway

那么 argc=3，  argv[0] = bootdelay

argv[1] = serverip

argv[2] = gateway

第一层循环，处理输入要打印的各个环境变量，argv[i]就保存了第i个要打印环境变量的值。

首先通过通过两层循环，获取到各个环境变量在default_environment数组中的起始索引和结束索引。然后去判断得到的环境变量和需要打印的环境变量是否一致，是的话，就打印，否则就处理下一个要打印的命令。

2. setenv

设置环境变量的值。

对应的函数do_setenv（common/cmd_nvedit.c中）

函数判断输入参数，输入参数必须要大于2个。大于的话，就调用_do_setenv函数(common/cmd_nvedit.c中)。

通过env_get_addr（0）函数（common/env_common.c），获取到环境变量数组中第一个环境变量的地址。

如果返回地址为0，说明环境变量还没有拷贝到内存中，直接返回1。

argv[1]为输入setenv的第一个参数，也就是要设置的环境变量名，保存在name中。如果在参数中有=号，提示错误信息，并返回。

strchr函数，从字符串s中，寻找字符c，找到，返回字符c的地址，没有找到，返回NULL。

env_data是环境变量数组的首地址，env在每个循环后指向下一个环境变量的起始地址。env - env_data的值是上一个环境变量在数组中所占的空间大小。

Envmatch函数（common/cmd_nvedit.c）在环境变量数组中从索引i2开始查找在=号前的内容是不是和字符串s1匹配，匹配的话，返回i2的值，否则返回-1。

如果找到，需要将原来定义的环境变量给删除掉，也就是将原来环境变量的内容都给清成。这里先判断输入的环境变量是不是serial#和ethaddr这两个变量，是的话，提示错误信息，然后返回1。

判断是不是修改stdin、stdout、stderr这三个环境变量。

setenv思路：

先去DDR中的环境变量处找有没有这个环境变量，如果有则需要覆盖原来的环境变量，如果没有则在最后新增一个环境变量即可。

第一步：遍历DDR中环境变量的数组，找到环境变量对应的地址

第二步：擦除原来的环境变量

第三步：写入新的环境变量

还需要考虑其他一些问题:

问题1：环境变量太多超过DDR中的字符数组，溢出的解决方法

问题2：有些环境变量如baudrate、ipaddr等，在gd中有对应的全局变量。这种环境变量在set更新的时候要同时去更新对应的全局变量，否则就会出现在本次运行中环境变量和全局变量不一致的情况。

3.saveenv

定义在common/cmd_nvedit.c中。

使用的方法是do_saveenv

env_name_spec在common/env_auto.c中定义

最后调用saveenv函数（common/env_auto.c），判断启动方式，然后在不同的启动介质中保存环境变量。

INF_REG寄存器是s5pv210提供给用户的寄存器。这里是用的REG3。

在之前的启动中，uboot将启动介质信息保存到了INFORM3寄存器中，这里读取这个寄存器，就知道了板子从什么启动介质启动。因此就可以确定将环境变量保存到什么地方去。

对于九鼎x210开发板，使用的是SD卡/iNand卡启动，属于movinand，因此执行的是saveenv_movinand函数（common/env_auto.c中）。

调用movi_write_env函数（cpu/s5pc11x/movi.c中），调用movi_write函数将环境变量写入到外部NAND中。

raw_area_control是uboot中规划iNand/SD卡的原始分区表，这个里面记录了对iNand的分区，env分区也在这里，下标是2。

movi_write函数（drivers/mmc/mmc.c中），三个参数，第一个参数是外部存储设备的起始扇区，第二个参数是要写的扇区块数，第三个是保存写的数据的内存首地址。

最终调用mmc_bwrite函数（drivers/mmc/mmc.c中）执行写数据操作。4个参数，第一个参数是设备号，第二个是写的起始扇区，第三个参数是写的扇区块数，第四个参数是写的数据的内存首地址。

对于九鼎x210开发板，默认使用外部的iNand启动，所以第一个参数为0，表示写入到外部的iNand中。

4.getenv

获取环境变量的内容。

依然使用两个for循环，来依次去查找环境变量数组中的各个环境变量，然后进行匹配，匹配成功的话，返回环境变量的首地址。

5.gentenv_r

获取环境变量的内容

使用两个for循环，去遍历环境变量数组中的各个环境变量，匹配的话，就将环境变量写入到buf中。

两个函数的区别：

getenv函数是直接返回这个环境变量在DDR中环境变量处的地址，而getenv_r函数的做法是找到了DDR中环境变量地址后，将这个环境变量复制一份到提供的buf中，而不动原来DDR中环境变量。

所以getenv中返回的地址只能读不能随便写，而getenv_r中返回的环境变量是在自己提供的buf中，可以随意改写。

总结：

功能是一样的，但是getenv_r会比较安全一些，建议使用。

有关于环境变量的所有操作，主要理解了环境变量在DDR中的存储方法，理解了环境变量和gd全局变量的关联和优先级，理解了环境变量在存储介质中的存储方式（专用raw分区），整个环境变量相关的都比较容易理解了。