利用Linux Uboot进行网络测试的简便方法 (linux uboot网络测试)

在当今全球互联的时代，网络的稳定性是企业和个人越来越注重的问题，尤其是在中国，网络监管越来越严格，让网民的网速遭受到一定的影响。因此，各种网络测试工具也不断涌现，如Ping、traceroute、iperf等，而这些工具需要在操作系统中安装后方可使用。而本文介绍的网络测试工具Uboot则可以在开机时进行网络测试，较其他测试工具而言更为便捷。

一、Uboot 是什么？

Uboot是一种名为Unified Bootloader的开源、自由软件，具有广泛的支持平台和系统。Uboot能够被用于常规的计算机，包括桌面、嵌入式系统和网络设备等，能够引导各种操作系统，如Linux、Android、FreeBSD等。在开机时，Uboot运行并提供各种引导选择和启动内核的选项。此外，Uboot还可以进行网络测试。

二、Uboot的通用方法

1.在Uboot前，我们需要确认目标IP地址是否能够成功联通，因为网络测试都是基于网络通联的。

2.在U计算机上捆绑Uboot。

3.进入Uboot命令行模式。

4.在命令行模式中输入ping指令，加上目标IP地址。

例如，如果我们要测试目标IP地址1.1.1.1与本地网络的延迟和丢包情况，其Uboot测试命令如下：

ping 1.1.1.1

出现下面的打印信息，表示测试成功。

ping 1.1.1.1

Wting for ethernet…

Using egiga1 device

HOST NAME : i.mx6q-uboot

IP: 192.168.1.254/255.255.255.0

GATEWAY: 192.168.1.1

Default server: 192.168.1.1

PING 1.1.1.1 (1.1.1.1): 56 data bytes

64 bytes from 1.1.1.1: seq=0 ttl=53 time=5.000 ms

64 bytes from 1.1.1.1: seq=1 ttl=53 time=5.000 ms

……

6.如果需要查看详细的网络测试结果，可以加入-v选项，如下：

ping -v 1.1.1.1

7.其他测试命令如traceroute和iperf也是类似的操作。

三、Uboot的高级方法

1.修改Uboot代码

Uboot的源代码可以下载和编译，如果需要测试较为复杂的网络模型，可以在Uboot代码的TCP/IP模块中进行相应的修改，如TCP/IP参数的调整。

2.支持其他的操作系统

需要手动从Uboot的配置中选择所需的操作系统，Uboot提供了复杂的配置选项，可以在编译时添加其他的设备支持和操作系统选项。

四、

Uboot作为强大的开源引导程序，不仅可以维护设备的稳定性，还可以作为一种网络测试工具，使用非常便捷。通过上述介绍，我们可以通过数据包传输信息，测试出目标IP地址与本地网络的延迟和丢包情况。在这个互联时代，Uboot的网络测试功能，无论是作为企业设备的启动管理工具，还是在家庭网络维护方面，都可以大大提高网络服务的效率。

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U-boot会给LinuxKernel传递很多参数，如：串手态口，RAM，videofb等。而Linuxkernel也会读取和处理这些参数。两者之间通过structtag来传递参数。U-boot把要传递给kernel的东西保存在structtag数据结构中，启动kernel时，把这个结构体的物理地址传给kernel；Linuxkernel通过这个地址，用parse_tags分析出传递过来的参数。本文主要以U-boot传递RAM和Linuxkernel读取RAM参数为例进行说明。1、u-boot给kernel传RAM参数./common/cmd_bootm.c文件中（丛拦指Uboot的根目录），bootm命令对应的do_bootm函数，当分析uImage中信息发现OS是Linux时，调用./lib_arm/bootm.c文件中的do_bootm_linux函数来启动Linuxkernel。在do_bootm_linux函数中：voiddo_bootm_linux(cmd_tbl_t*cmdtp,intflag,intargc,char*argv,\ulongaddr,ulong*len_ptr,intverify){#ifdefined(CONFIG_SETUP_MEMORY_TAGS)||\defined(CONFIG_CMDLINE_TAG)||\defined(CONFIG_INITRD_TAG)||\defined(CONFIG_SERIAL_TAG)||\defined(CONFIG_REVISION_TAG)||\defined(CONFIG_LCD)||\defined(CONFIG_VFD)setup_start_tag(bd);//初始化tag结构体开始#ifdefCONFIG_SERIAL_TAGsetup_serial_tag(¶ms);#endif#ifdefCONFIG_REVISION_TAGsetup_revision_tag(¶ms);#endif#ifdefCONFIG_SETUP_MEMORY_TAGSsetup_memory_tags(bd);//设置RAM参数#endif#ifdefCONFIG_CMDLINE_TAGsetup_commandline_tag(bd,commandline);#endif#ifdefCONFIG_INITRD_TAGif(initrd_start&&initrd_end)setup_initrd_tag(bd,initrd_start,initrd_end);#endif#ifdefined(CONFIG_VFD)||defined(CONFIG_LCD)setup_videolfb_tag((gd_t*)gd);#endifsetup_end_tag(bd);//初始化tag结构体结束#endiftheKernel(0,machid,bd->bi_boot_params);//传给Kernel的参数＝(structtag*)型的bd->bi_boot_params//bd->bi_boot_params在board_init函数中初始化，如对于at91rm9200，初始化在at91rm9200dk.c的board_init中进行：bd->bi_boot_params=PHYS_SDRAM+0x100;//这个地址也是所有taglist的首地址，见下面的setup_start_tag函数}对于setup_start_tag和setup_memory_tags函数说明如下。函数setup_start_tag也在此文件中定义，如下：staticvoidsetup_start_tag(bd_t*bd){params=(structtag*)bd->bi_boot_params;//初始化(structtag*)型的全局变量毕郑源params为bd->bi_boot_params的地址，之后的setuptags相关函数如下面的setup_memory_tags就把其它tag的数据放在此地址的偏移地址上。params->hdr.tag=ATAG_CORE;params->hdr.size=tag_size(tag_core);params->u.core.flags=0;params->u.core.pagesize=0;params->u.core.rootdev=0;params=tag_next(params);}RAM相关参数在bootm.c中的函数setup_memory_tags中初始化：staticvoidsetup_memory_tags(bd_t*bd){inti;for(i=0;ihdr.tag=ATAG_MEM;params->hdr.size=tag_size(tag_mem32);params->u.mem.start=bd->bi_dram.start;params->u.mem.size=bd->bi_dram.size;params=tag_next(params);}//初始化内存相关tag}2、Kernel读取U-boot传递的相关参数对于LinuxKernel，ARM平台启动时，先执行arch/arm/kernel/head.S，此文件会调用arch/arm/kernel/head-common.S和arch/arm/mm/proc-arm920.S中的函数，并最后调用start_kernel：bstart_kernelinit/main.c中的start_kernel函数中会调用setup_arch函数来处理各种平台相关的动作，包括了u-boot传递过来参数的分析和保存：start_kernel(){setup_arch(&command_line);}其中，setup_arch函数在arch/arm/kernel/setup.c文件中实现，如下：void__initsetup_arch(char**cmdline_p){structtag*tags=(structtag*)&init_tags;structmachine_desc*mdesc;char*from=default_command_line;setup_processor();mdesc=setup_machine(machine_arch_type);machine_name=mdesc->name;if(mdesc->soft_reboot)reboot_setup(“s”);if(__atags_pointer)//指向各种tag起始位置的指针，定义如下：//unsignedint__atags_pointer__initdata;//此指针指向__initdata段，各种tag的信息保存在这个段中。tags=phys_to_virt(__atags_pointer);elseif(mdesc->boot_params)tags=phys_to_virt(mdesc->boot_params);if(tags->hdr.tag!=ATAG_CORE)convert_to_tag_list(tags);if(tags->hdr.tag!=ATAG_CORE)tags=(structtag*)&init_tags;if(mdesc->fixup)mdesc->fixup(mdesc,tags,&from,&meminfo);if(tags->hdr.tag==ATAG_CORE){if(meminfo.nr_banks!=0)squash_mem_tags(tags);save_atags(tags);parse_tags(tags);//处理各种tags，其中包括了RAM参数的处理。//这个函数处理如下tags：__tagtable(ATAG_MEM,parse_tag_mem32);__tagtable(ATAG_VIDEOTEXT,parse_tag_videotext);__tagtable(ATAG_RAMDISK,parse_tag_ramdisk);__tagtable(ATAG_SERIAL,parse_tag_serialnr);__tagtable(ATAG_REVISION,parse_tag_revision);__tagtable(ATAG_CMDLINE,parse_tag_cmdline);}init_mm.start_code=(unsignedlong)&_text;init_mm.end_code=(unsignedlong)&_etext;init_mm.end_data=(unsignedlong)&_edata;init_mm.brk=(unsignedlong)&_end;memcpy(boot_command_line,from,COMMAND_LINE_SIZE);boot_command_line=’\0′;parse_cmdline(cmdline_p,from);//处理编译内核时指定的cmdline或u-boot传递的cmdlinepaging_init(&meminfo,mdesc);request_standard_resources(&meminfo,mdesc);#ifdefCONFIG_Pp_init_cpus();#endifcpu_init();init_arch_irq=mdesc->init_irq;system_timer=mdesc->timer;init_machine=mdesc->init_machine;#ifdefCONFIG_VT#ifdefined(CONFIG_VGA_CONSOLE)conswitchp=&vga_con;#elifdefined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)conswitchp=&dummy_con;#endif#endifearly_trap_init();}对于处理RAM的tag，调用了parse_tag_mem32函数：staticint__initparse_tag_mem32(conststructtag*tag){arm_add_memory(tag->u.mem.start,tag->u.mem.size);}__tagtable(ATAG_MEM,parse_tag_mem32);上述的arm_add_memory函数定义如下：staticvoid__initarm_add_memory(unsignedlongstart,unsignedlongsize){structmembank*bank;size-=start&~PAGE_MASK;bank=&meminfo.bank;bank->start=PAGE_ALIGN(start);bank->size=size&PAGE_MASK;bank->node=PHYS_TO_NID(start);}如上可见，parse_tag_mem32函数调用arm_add_memory函数把RAM的start和size等参数保存到了meminfo结构的meminfo结构体中。最后，在setup_arch中执行下面语句：paging_init(&meminfo,mdesc);对没有MMU的平台上调用arch/arm/mm/nommu.c中的paging_init，否则调用arch/arm/mm/mmu.c中的paging_init函数。这里暂不分析mmu.c中的paging_init函数。3、关于U-boot中的bd和gdU-boot中有一个用来保存很多有用信息的全局结构体－－gd_t（globaldata缩写），其中包括了bd变量，可以说gd_t结构体包括了u-boot中所有重要全局变量。最后传递给内核的参数，都是从gd和bd中来的，如上述的setup_memory_tags函数的作用就是用bd中的值来初始化RAM相应的tag。对于ARM平台这个结构体的定义大致如下：include/a-arm/global_data.htypedefstructglobal_data{bd_t*bd;unsignedlongflags;unsignedlongbaudrate;unsignedlonghave_console;/*serial_init()wascalled*/unsignedlongreloc_off;/*RelocationOffset*/unsignedlongenv_addr;/*AddressofEnvironmentstruct*/unsignedlongenv_valid;/*ChecksumofEnvironmentvalid?*/unsignedlongfb_base;/*baseaddressofframebuffer*/void**jt;/*jumptable*/}gd_t;在U-boot中使用gd结构之前要用先用宏DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR来声明。这个宏的定义如下：include/a-arm/global_data.h#defineDECLARE_GLOBAL_DATA_PTRregistervolatilegd_t*gda(“r8”)从这个宏的定义可以看出，gd是一个保存在ARM的r8寄存器中的gd_t结构体的指针。说明：本文的版本为U-boot-1.3.4、Linux-2.6.28，平台是ARM。