Zephyr OS 驅動篇之設備初始化順序

Zephyr OS 驅動篇之設備初始化順序
在前面的 Zephyr OS 驅動篇之設備驅動模型 中已講解了 Zephyr OS 中的設備驅動模型。Zephyr OS 將設備分爲 PRIMARY、SECONDARY、NANOKERNEL 等五個等級，並在系統啓動的相應階段初始化該等級內的所有設備。那麼問題來了，每個等級內有很多設備，它們的初始化時有依賴關係嗎，即它們需要按照某個順序初始化嗎？

答案是：YES！

再看看設備的定義：

1. #define DEVICE_AND_API_INIT(dev_name, drv_name, init_fn, data, cfg_info, \
   
2.                 level, prio, api) \
   
3.     \
   
4.     static struct device_config __config_##dev_name __used \
   
5.     __attribute__((__section__(".devconfig.init"))) = { \
   
6.         .name = drv_name, .init = (init_fn), \
   
7.         .config_info = (cfg_info) \
   
8.     }; \
   
9.     \
   
10.     static struct device (__device_##dev_name) __used \
    
11.     __attribute__((__section__(".init_" #level STRINGIFY(prio)))) = { \
    
12.          .config = &(__config_##dev_name), \
    
13.          .driver_api = api, \
    
14.          .driver_data = data \
    
15.     }

複製代碼

在這個宏定義中，有兩個參數至關重要，level 和 prio。這兩個參數沒有出現在具體的代碼中，而是出現在 __attribute__ 屬性中:

1. __attribute__((__section__(".init_" #level STRINGIFY(prio))))

複製代碼

編譯器在預編譯的時候會將 “#” 後面到參數轉換爲字符串，例如 #PRIMARY 將被轉換爲 “PRIMARY”。
TRINGIFY(s) 的作用也是將參數 s 轉換爲字符串 “s”, 其代碼如下：

1. #define _STRINGIFY(x) #x
   
2. #define STRINGIFY(s) _STRINGIFY(s)

複製代碼

舉個例如，如果在調用 DEVICE_AND_API_INIT 時傳入的參數 level 和 prio 分別爲 PRIMARY 和 50，那麼編譯器就會將上面那段代碼放到名爲 .init_PRIMARY50 的段中。



現在轉移視線，在 linker-defs.h 中有如下代碼

1. #define    DEVICE_INIT_SECTIONS()            \
   
2.         __device_init_start = .;        \
   
3.         DEVICE_INIT_LEVEL(PRIMARY)        \
   
4.         DEVICE_INIT_LEVEL(SECONDARY)    \
   
5.         DEVICE_INIT_LEVEL(NANOKERNEL)    \
   
6.         DEVICE_INIT_LEVEL(MICROKERNEL)    \
   
7.         DEVICE_INIT_LEVEL(APPLICATION)    \
   
8.         __device_init_end = .;        \
   
9.         DEVICE_BUSY_BITFIELD()        \
   
10. 
    
11. DEVICE_INIT_LEVEL 的定義如下：
    
12. #define DEVICE_INIT_LEVEL(level)                \
    
13.         __device_##level##_start = .;            \
    
14.         KEEP(*(SORT(.init_##level[0-9])));        \
    
15.         KEEP(*(SORT(.init_##level[1-9][0-9])));    \

複製代碼

在鏈接腳本文件 linker.ld 中將會調用上述代碼。上面代碼的大意是將所有的設備定義的代碼按照設備等級(level)依次排列，且在每個等級中，按數字(prio)的大小從小到大依次排列。

假設系統一共定義了十個設備，它們的參數如下：

device	level	prio
設備 A	PRIMARY	32
設備 B	PRIMARY	24
設備 C	NANOKERNEL	50
設備 D	PRIMARY	30
設備 E	MICROKERNEL	30
設備 F	APPLICATION	3
設備 G	SECONDARY	18
設備 H	PRIMARY	0
設備 I	SECONDARY	44
設備 J	PRIMARY	20

編譯器會按照下面的順序依次存放各個設備的代碼：

device	level	prio
設備 H	PRIMARY	0
設備 J	PRIMARY	20
設備 B	PRIMARY	24
設備 D	PRIMARY	30
設備 A	PRIMARY	32
設備 G	SECONDARY	18
設備 I	SECONDARY	44
設備 C	NANOKERNEL	50
設備 E	MICROKERNEL	30
設備 F	APPLICATION	3

所以系統啓動時，各設備的初始化順序是 H, J, B, D, A, G, I, C, E, F。

總結一下，在系統初始化設備時，除了要按照設備等級(level)排序外，在每個等級內部還要按照優先級(prio)排序。