今天完成了可運作的 DHCPD 實作，雖然還有一些細節需要再檢驗 U-Boot 原始碼來做些確認和釐清，但大致上的重點應該都有抓到，所以紀錄一下以供以後參考。不過因為我的目標 U-Boot 版本是大約 2005 年釋出的 v1.1.4，雖然大原則相同，但一些細節可能會有所不同，例如定義一些函式、字串、巨集的檔案可能會有所不同等等。
U-Boot 網路相關的核心功能與函式，主要是在 <U-BOOT>/net/net.c 中實作，並且在 <U-BOOT>/include/net.h 中定義許多相關全域變數。基本上要實作任何網路相關功能，大概至少要引入 net.h 和 common.h：
此外，若實作的服務是原本 U-Boot 中沒有的服務，那多半還需要在 net.h 的 proto_t 中定義新的項目。
#include <net.h>
#include <common.h>
U-Boot 中的網路功能，主要是透過 net.c 中的 int NetLoop(proto_t protocol) 來執行。當 NetLoop() 函式開始執行時，會根據傳入的 protocol 作該協定相關的初始化工作，然後再呼叫 net_check_prereq(protocol) 來做該服務相關的先決條件檢查，如果檢查通過的話，通常就會執行該相關服務的起始函式，接著進入無限迴圈，在每次環圈執行中檢查全域變數 NetState 來決定接下來是繼續執行迴圈還是結束 NetLoop() 的執行。
在這樣的架構下，要實作一個新的服務(EX. MYSERVICE)，需要至少實作以下的部分：
- 至少需要實作新服務的起始函式 MyServiceStart()、封包處理回呼函式 MyServiceHandler()、逾時處理回呼函式 MyServiceTimeout() 等，其中除了 MyServiceHandler() 的原型會有輸入參數以外，其餘兩個函式都可以沒有輸出輸入參數。另外，通常還會實作一個封包建構和傳送函式 MyServiceSend()，把封包建構的程式碼由 MyServiceHandler() 中分離出來，方便修改除錯。此外，因為大部分的函式都沒有使用輸入參數來做參數傳遞，因此通常還會建立一個該服務的狀態全域變數 MyServiceState 來追蹤新服務的執行階段。
- 在 <U-BOOT>/include/net.h 的 proto_t enum 中新增該服務
- 修改 <U-BOOT>/net/net.c 的 NetLoop() 中協定初始化的 switch() {...}，加入新服務的初始化程式碼，例如由環境變數中把 local IP 填入 NetOurIP 全域變數等等。
- 修改 net_check_prereq() 函式，加入新服務的檢查。
- 修改 NetLoop() 中的 swtich(net_check_prereq(protocol)) {...}，在 "case 0:" 的部分，加上新服務在通過檢查後的後續初始化程式碼，並在最後呼叫新服務的 MyServiceStart() 實際起始新服務。
至於新服務的3個基本函式要包含怎樣的內容呢？大致上來說，MyServiceStart() 需要處理以下工作：
- 開始接收封包前的其他初始化工作。
- 使用 NetSetTimeout(TIMEOUT, MyServiceTimeout()) 來註冊新服務的逾時時間門檻以及逾時處理回呼函式。
- 使用 NetSetHandler(MyServiceHandler()) 來註冊新服務的封包接收處理回呼函式。
MyServiceHandler() 則需要負責接收到封包後的處理，例如封包內容的解讀、根據收到的封包更新 MyServiceState 狀態變數、呼叫 MyServiceSend() 來建構和發送回應封包、根據服務的執行階段設定 NetState 全域變數來結束 NetLoop() 的執行或呼叫 NetStartAgain() 重新初始化 NetLoop() 的執行等等。
至於 MyServiceTimeout() 中，則是處理逾時的狀況，例如顯示除錯訊息後，把 NetState 設定為 NETLOOP_FAIL 讓 NetLoop() 結束執行等等。不過要注意一點的是，如果在接收到有效封包後沒有在 MyServiceHandler() 中呼叫 NetSetTimeout(0, (thand_f *)0) 取消逾時回呼的註冊，或者是重新設定 Timeout 時限值 (即 NetSetTimeout() 的第一個參數)的話，逾時的計算會繼續執行，所以如果一開始的 Timeout 值設定得很短，然後又忘了在之後重設 Timeout 的話，很可能會發生服務執行到一半莫名其妙被中斷的 bug。
除了實作這3個基本函式以外，通常還會把封包建構和傳送的程式碼，集中在 MyServiceSend() 函式中。在 U-Boot 中要建構封包，幾乎是必須從零開始。net.c 中有提供兩個封包傳送函式，發送網路層封包的 NetSendPacket() 函式，以及發送傳輸層 UDP 封包的 NetSendUDPPacket() 函式，需要視新服務所用協定的封包種類做選擇。封包的建構通常是宣告一個 uchar *pkt 指標後，由 pkt=NetTxPacket 取得外送封包的指標，接著就是逐步加上 ethernet header、IP header、負載協定封包的檔頭與資料等等，填值時需注意適當使用 htons()、htonl() 等函式來處理 byte order 的問題。
到此為止，新服務的實作大致完成了，但是如果想要在 U-Boot 的互動式命令列介面中能夠用指令來執行這個新服務，則還需要實作一個新的 U-Boot 命令列指令。
U-Boot 的命令列指令的實作，都集中在 <U-BOOT>/common/cmd_*.c 中，並且要在 <U-BOOT>/include/cmd_confdefs.h 中定義該指令的設定用旗標值的巨集，以及修改相關的 Makefile 中把新指令和新服務的 .o 檔加入連結的目標中。
要實作一個新的命令列指令 myservice，大致上需要修改以下幾個地方：
- 在 <U-BOOT>/include/cmd_confdefs.h 中定義 CFG_CMD_MYSERVICE 巨集。U-Boot 在設定命令列介面要包含哪些指令的 CONFIG_COMMAND 巨集時，會使用這個巨集的旗標值作 OR 運算，來決定要包含的指令有哪些。如果找不到適當的值的話，就只好取代已經被定義但應該用不到的指令的旗標值。
- 在 <U-BOOT>/common/cmd_net.c 中，實作 do_myservice() 函式，並使用 U_BOOT_CMD(myservice, 1, 1, do_myservice, "description", "Help Message") 巨集在指令表中註冊 myservice 指令與對應的 do_myservice() 處理函式。至於 do_myservice() 處理函式的定義，最簡單的方式就是直接呼叫 cmd_net.c 中定義的 netboot_common() 函式，該函式會在完成參數分析之後，呼叫 NetLoop() 函式開始執行新服務。
假如所有實作都正確，且 CONFIG_COMMAND 巨集中有啟用 CFG_CMD_MYSERVICE 的話，在進入 U-Boot 的命令列模式後，使用 help 指令，應該會看到 myservice 指令也在其中。
大致上要實作一個新的網路服務，並且要新增一個命令列指令來啟動該服務的注意事項就是這些，剩下的就是一些實際實作時隨情況而定的細節，以及不斷的除錯直到新服務可以順利執行了。過幾天如果時間許可，也許會寫一個簡單的 echo service 來紀錄整個實作的細節。
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