OpenOCD 代码学习（1）注册命令

概述

• 1）OpenOCD 与调试器、MCU 的关系：

  • 
  • （1）OpenOCD 运行在 PC 机上，用户可以通过 GDB 调试、Telnet 连接 Socket 以及 CMD 命令行的方式执行命令
  • （2）OpenOCD 将命令发送到 MCU 端需要双方约定协议。目前常用的协议为 SWD 和 JTAG，实现这些协议的工具有 DAPLink、ST-Link、JLink 等
  • （3）在 MCU 端内置了 DAP（Debug Access Port）模块，它接收到命令，通过 AHB 总线控制 CPU 内核。（因此，通过 DAP 我们可以访问挂载在 AHB 总线上所有外设，尤其是 FLASH 外设，它是实现芯片烧录程序的关键。）

• 2）在 《Windows 下编译 OpenOCD》一节，我们已经可以通过 JetBrains CLion 打开 OpenOCD 源码（也可以使用 VSCode 打开）。一般程序都是从 main() 函数开始，那么让我们打开 /openocd/src 目录，从 main.c 文件开始：

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1 main()

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• 从 main() 函数到 openocd\_main() 函数，最后再到 setup\_command\_handler() 函数，OpenOCD 进行命令注册操作。
• 那么接下来，我们重点看一下 setup_command_handler() 函数。

2 setup_command_handler()

• 1）setup_command_handler() 函数主要进行了以下两个操作，我们一个一个来看：

  • command_init()
  • (*command_registrants[i])(cmd_ctx)

• 2）对于 command_init() 函数，我们略去 Jim 框架的代码，可以看到以下内容：

  register_commands(context, NULL, command_builtin_handlers);
  
  if (Jim_Eval_Named(interp, startup_tcl, "embedded:startup.tcl", 1) == JIM_ERR) {

  • 第一行代码注册一些 OpenOCD 的内置命令，如 ocd_find、capture、sleep 等等

  • 第二行则是解析了 startup.tcl 文件。

    这里要注意，.tcl 文件里有一些调用过程，当你无法在源码中找到某些命令的实现时，可以搜索一下 .tcl 文件。如 CLion 通过 program 命令烧录，而该命令实际上是一个定义在 src/flash/startup.tcl 中的一个 proc，并在其内部转换成 flash write_image erase 组合命令来进行烧录。

• 3）对于 (*command_registrants[i])(cmd_ctx) 函数调用，我们结合上下文来看：

  /* 1 定义名为 command_registrant_t，参数类型为 struct command_context 的函数指针 */
  typedef int (*command_registrant_t)(struct command_context *cmd_ctx_value);
  /* 2 声明一个 command_registrant_t 类型的函数指针数组 */
  static const command_registrant_t command_registrants[] = {
    &workaround_for_jimtcl_expr,
    &openocd_register_commands,
    &server_register_commands,
    &gdb_register_commands,
    &log_register_commands,
    &rtt_server_register_commands,
    &transport_register_commands,
    &adapter_register_commands,
    &target_register_commands,
    &flash_register_commands,
    &nand_register_commands,
    &pld_register_commands,
    &cti_register_commands,
    &dap_register_commands,
    &arm_tpiu_swo_register_commands,
    NULL
  };
  /* 3 遍历并执行声明的函数指针 */
  for (unsigned i = 0; command_registrants[i]; i++) {
    int retval = (*command_registrants[i])(cmd_ctx);
    if (retval != ERROR_OK) {
        command_done(cmd_ctx);
        return NULL;
    }
  }

• 也就是说，(*command_registrants[i])(cmd_ctx) 其实是调用那些注册命令的函数。下面我们来看一下命令注册的实现逻辑。

3 register_commands()

3.1 server_register_commands()

• 1）这里我们以 server\_register\_commands() 函数为例，如下图：

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  • telnet_register_commands()：注册 telnet 相关的命令，如 exit、telnet_port 等，且在这里指定 telnet 端口号为 4444
  • tcl_register_commands() 和 jsp_register_commands() 分别指定了 6666 和 7777 两个端口号（暂时不知道这个两个是干吗的，不过不影响使用）
  • register_commands()：注册 server 相关的命令，如 shutdown 等。

• 2）然后我们看一下命令的具体声明内容：

  static const struct command_registration telnet_command_handlers[] = {
      {
          .name = "exit",
          .handler = handle_exit_command,
          .mode = COMMAND_EXEC,
          .usage = "",
          .help = "exit telnet session",
      },
      {
          .name = "telnet_port",
          .handler = handle_telnet_port_command,
          .mode = COMMAND_CONFIG,
          .help = "Specify port on which to listen "
              "for incoming telnet connections.  "
              "Read help on 'gdb_port'.",
          .usage = "[port_num]",
      },
      COMMAND_REGISTRATION_DONE
  };

  • （1）其中的 .name 是处理器名称，Jim 模块可根据该名称查找到对应的 handler

  • （2）mode 表示该 handler 的模式（我愿称之为生命周期）：

    • 1. COMMAND_EXEC，表示该 handler 在命令行输入时才会触发
    • 2. COMMAND_CONFIG，表示该 handler 在 OpenOCD 启动时解析配置文件时触发
    • 3. COMMAND_ANY，表示该 handler 以上两种情况均会触发

3.2 register command

• 1）以下为注册命令的实现逻辑：

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• 2）每个函数的作用已经在流程图中注明，需要注意有两点：

  • <font color=red>将 jim_command_dispatch() 函数赋值给 cmdProc 指针的 u.native.cmdProc 属性</font>。

  • 将 command_new() 函数构造的 command 实例，赋值给 cmdProc 指针的 u.native.privData 属性。

    Jim_Cmd *cmdPtr = Jim_Alloc(sizeof(*cmdPtr));
    
    /* Store the new details for this command */
    memset(cmdPtr, 0, sizeof(*cmdPtr));
    cmdPtr->inUse = 1;
    cmdPtr->u.native.delProc = delProc;
    cmdPtr->u.native.cmdProc = cmdProc;     // jim_command_dispatch
    cmdPtr->u.native.privData = privData;   // command 实例

• 3）最终所有命令会缓存到 Jim 框架的 Hash 数组结构中（查找时间复杂度 O(1)）。
• 4）通过对各个 xx__register_commands() 函数的遍历，所有的命令都将注册到此。注册完命令后要执行命令，下一篇文章我们来看一下执行命令的逻辑。