RT-Thread MSH_CMD_EXPORT分析

1. 源码分析

在rt-thread中，使用FinSH，可以支持命令行。在源码中，使用MSH_CMD_EXPORT导出函数到对应命令。

extern void rt_show_version(void);
long version(void)
{
    rt_show_version();

    return 0;
}
MSH_CMD_EXPORT(version, show RT-Thread version information);

MSH_CMD_EXPORT是一个宏：

#define MSH_CMD_EXPORT(command, desc)   \
    MSH_FUNCTION_EXPORT_CMD(command, command, desc)

#define MSH_FUNCTION_EXPORT_CMD(name, cmd, desc)                      \
                const char __fsym_##cmd##_name[] rt_section(".rodata.name") = #cmd;    \
                const char __fsym_##cmd##_desc[] rt_section(".rodata.name") = #desc;   \
                rt_used const struct finsh_syscall __fsym_##cmd rt_section("FSymTab")= \
                {                           \
                    __fsym_##cmd##_name,    \
                    __fsym_##cmd##_desc,    \
                    (syscall_func)&name     \
                };

嵌套定义为MSH_FUNCTION_EXPORT_CMD。

这里的rt_section也是一个宏：

#define rt_section(x)               __attribute__((section(x)))

在ARM中，这是编译器识别的一个符号。用来指定编译后数据存放的位置。

这里相当于是定义__fsym_version_name和__fsym_version_desc，将其放到.rodata.name段中。这两个字符串分别是命令对应的名称和描述。又定义了一个结构体__fsym_version，用来存放命令的名称，描述和函数指针。

struct finsh_syscall
{
    const char     *name;       /* the name of system call */
#if defined(FINSH_USING_DESCRIPTION) && defined(FINSH_USING_SYMTAB)
    const char     *desc;       /* description of system call */
#endif
    syscall_func func;      /* the function address of system call */
};

函数指针指向的函数和命令同名。将定义的finsh_syscall放到FSymTab段中。

没导出一个命令，就会在.rodata.name段中多两个字符串，FSymTab段中多一个struct finsh_syscall结构体。

导出所有需要的命令后，这里FSymTab可以看做是一个数组，元素类型是struct finsh_syscall，长度是所有命令的总和。

2. map文件

编译时，可以指定生成.map文件。KEIL默认会输出map文件到编译目录。

在map文件中搜索__fsym_version，可以找到version命令的名称和描述字符串变量的链接地址和段位置。链接地址是：0x0800ff69 和 0x0800ff71，链接段是.rodata.name，与前面分析一致。可以看到上面和下面确实也是其它命令的名称和描述。

在这里插入图片描述

还能搜索到__fsym_version 结构体的链接地址和段。地址是0x080100c4，段是FSymTab。这里可以看到，所有命令的结构体都存到这个段的，间隔也是正好是12个字节，和struct finsh_syscall结构体长度一致。看这个情况，应该是照编译时的按顺序摆放所有结构体到这个段中。

在这里插入图片描述

这里通过编译时，将这个段的起始地址给到msh，然后通过查这个表来对比命令的名称，匹配上了，就执行相应的函数指针，从而就能够执行对应的命令的函数。

查表：

static cmd_function_t msh_get_cmd(char *cmd, int size)
{
    struct finsh_syscall *index;
    cmd_function_t cmd_func = RT_NULL;
    for (index = _syscall_table_begin;
            index < _syscall_table_end;
            FINSH_NEXT_SYSCALL(index))
    {
        if (strncmp(index->name, cmd, size) == 0 &&
                index->name[size] == '\0')
        {
            cmd_func = (cmd_function_t)index->func;
            break;
        }
    }
    return cmd_func;
}

_syscall_table_begin 和 _syscall_table_end 变量对应就是FSymTab 段的起始地址。

void finsh_system_function_init(const void *begin, const void *end)
{
    _syscall_table_begin = (struct finsh_syscall *) begin;
    _syscall_table_end = (struct finsh_syscall *) end;
}

int finsh_system_init(void)
{
	extern const int FSymTab$$Base;
    extern const int FSymTab$$Limit;
    finsh_system_function_init(&FSymTab$$Base, &FSymTab$$Limit);
}

这里这两个全局变量找不到定义的位置。查找资料得知，FSymTab$$Base表示FSymTab段的开始地址，FSymTab$$Limit表示FSymTab段的结束地址。

参考：https://www.cnblogs.com/King-Gentleman/p/4573652.html

3. bin文件

前面分析得到了__fsym_version_name和__fsym_version_desc的地址，分别是0x0800ff69 和 0x0800ff71，__fsym_version 的地址是0x080100c4。0x08开始的地址表示ROM上的地址，即FLASH地址空间。

打开编译生成的rtthread.bin文件，搜索version。version符号出现的地址正好是ff69，是字符串 “version”，紧接着是描述部分内容 “show RT-Thread version information”。由于是bin文件，是相对地址，因此地址前面没有0x08。

在这里插入图片描述

在跳到100c4地址：

在这里插入图片描述

这里开始的12个字节，对应的就是__fsym_version结构体中各个字段的内容。注意大小端转换，命令的名称地址69 ff 00 08，即0x0800ff69，描述对应的地址是71 ff 00 08，即0x0800ff71。函数指针对应的地址是4d ea 00 08，即0x0800ea4d，和map文件中链接的地址一致。

在这里插入图片描述