如何調整Linux內核啓動中的驅動初始化順序?

如何調整Linux內核啓動中的驅動初始化順序?

【問題】
此處我要實現的是將芯片的ID用於網卡MAC地址,網卡驅動是enc28j60_init。
但是,讀取芯片ID的函數,在as352x_afe_init模塊中,所以要先初始化as352x_afe_init。
此處,內核編譯完之後,在生成的system.map中可以看到,
enc28j60_init在as352x_afe_init之前,所以,無法去讀芯片ID。
所以我們的目標是,將as352x_afe_init驅動初始化放到enc28j60_init之前,
然後才能讀取芯片ID,才能用於網卡初始化的時候的,將芯片ID設置成網卡MAC地址。

【解決過程】
【1】
最簡單想到的,是內核裏面的
arch\arm\mach-as352x\core.c
中,去改devices設備列表中的順序。
enc28j60_init對應的是ssp_device,因爲網卡初始化用到的是SPI驅動去進行和通訊的。
as352x_afe_init對應的是afe_device。
原先是:

static struct platform_device *devices[] =
{
  &uart_device,
  &nand_device,
  &afe_device,
  &audio_device,
  &usb_device,
  &as352xkbd_device,
  &ssp_device,
};

把afe改到最前面:

static struct platform_device *devices[] =
{
  &afe_device,
  &uart_device,
  &nand_device,
  &audio_device,
  &usb_device,
  &as352xkbd_device,
  &ssp_device,
};

但是,實際結果是,沒有任何影響,連systemp.map生成的,那麼模塊初始化順序,都沒有任何變化。
也就說明,想要實現驅動加載順序的改變,改core.c裏面的設備列表順序是沒有用的。

【2】
在網上看到很多帖子,其說明的也很清楚了,就是:
Linux內核爲不同驅動的加載順序對應不同的優先級,定義了一些宏:
include\linux\init.h

#define pure_initcall(fn)   __define_initcall("0",fn,1)


#define core_initcall(fn)   __define_initcall("1",fn,1)
#define core_initcall_sync(fn)   __define_initcall("1s",fn,1s)
#define postcore_initcall(fn)   __define_initcall("2",fn,2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#define arch_initcall(fn)   __define_initcall("3",fn,3)
#define arch_initcall_sync(fn)   __define_initcall("3s",fn,3s)
#define subsys_initcall(fn)   __define_initcall("4",fn,4)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#define fs_initcall(fn)    __define_initcall("5",fn,5)
#define fs_initcall_sync(fn)   __define_initcall("5s",fn,5s)
#define rootfs_initcall(fn)   __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#define device_initcall(fn)   __define_initcall("6",fn,6)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define late_initcall(fn)   __define_initcall("7",fn,7)
#define late_initcall_sync(fn)   __define_initcall("7s",fn,7s)


#define __initcall(fn) device_initcall(fn)

把自己的驅動的函數名用這些宏去定義之後,
就會對應不同的加載時候的優先級。

其中,我們寫驅動中所用到的module_init對應的是
#define module_init(x) __initcall(x);

#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
所以,驅動對應的加載的優先級爲6

在上面的不同的優先級中,
數字越小,優先級越高。
同一等級的優先級的驅動,加載順序是鏈接過程決定的,結果是不確定的,我們無法去手動設置誰先誰後。
不同等級的驅動加載的順序是先優先級高,後優先級低,這是可以確定的。

所以,像我們之前在驅動中用:

module_init(i2c_dev_init);
module_init(as352x_afe_init);
module_init(as352x_afe_i2c_init);


module_init(enc28j60_init);

所以,大家都是同一個優先級去初始化,
最後這些驅動加載的順序,可以查看在根目錄下,
生成的system.map:

。。。
c00197d8 t __initcall_alignment_init5
。。。。。
c00197f4 t __initcall_default_rootfsrootfs
c00197f8 t __initcall_timer_init_sysfs6
c00197fc t __initcall_clock_dev_init6
。。。
c00198d8 t __initcall_loop_init6
c00198dc t __initcall_net_olddevs_init6
c00198e0 t __initcall_loopback_init6
c00198e4 t __initcall_enc28j60_init6
。。。
c0019900 t __initcall_as352x_spi_init6
c0019904 t __initcall_spidev_init6
。。。
c0019920 t __initcall_i2c_dev_init6
c0019924 t __initcall_as352x_afe_i2c_init6
c0019928 t __initcall_as352x_afe_init6
。。。
c0019970 t __initcall_random32_reseed7
c0019974 t __initcall_seqgen_init7
c0019978 t __initcall_rtc_hctosys7
c001997c T __con_initcall_start
c001997c t __initcall_con_init
c001997c T __initcall_end
。。。

此處就是由於
c0019920 t __initcall_i2c_dev_init6
c0019924 t __initcall_as352x_afe_i2c_init6
c0019928 t __initcall_as352x_afe_init6
在c00198e4 t __initcall_enc28j60_init6之前,所以我這裏纔要去改。。。

知道原理,能想到的,就是要麼把as352x_afe_init改到enc28j60_init之前一級,即優先級爲5。即在驅動中,調用:fs_initcall(as352x_afe_init);要麼把enc28j60_init改到as352x_afe_init之後,即優先級爲7即在驅動中,調用:late_initcall(enc28j60_init);但是,此處麻煩就麻煩在,如果把as352x_afe_init改到enc28j60_init之前一級,發現後面網卡初始化enc28j60_init中,雖然讀取芯片ID對了,但是後面的IP-auto configure 有問題。所以放棄。

如果把enc28j60_init改到as352x_afe_init之後,但是,從system.map中看到的是,優先級爲7的驅動中,明顯有幾個驅動,也是和網卡初始化相關的,所以,這樣改,嘗試後,還是失敗了。

所以,沒法簡單的通過調整現有的驅動的順序,去實現順序的調整。最後,被逼無奈,想到了一個可以實現我們需求的辦法,那就是,單獨定義一個優先級,把afe相關的初始化都放到那裏面去,這樣,就可以保證,其他沒什麼相關的衝突了。最後證實,這樣是可以實現目的的。


具體添加一個新的優先級的步驟如下:

1.定義新的優先級
include\linux\init.h中:

#define pure_initcall(fn)   __define_initcall("0",fn,1)


#define core_initcall(fn)   __define_initcall("1",fn,1)
#define core_initcall_sync(fn)   __define_initcall("1s",fn,1s)
#define postcore_initcall(fn)   __define_initcall("2",fn,2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#define arch_initcall(fn)   __define_initcall("3",fn,3)
#define arch_initcall_sync(fn)   __define_initcall("3s",fn,3s)
#define subsys_initcall(fn)   __define_initcall("4",fn,4)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#define fs_initcall(fn)    __define_initcall("5",fn,5)
#define fs_initcall_sync(fn)   __define_initcall("5s",fn,5s)
#define rootfs_initcall(fn)   __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#if 1
#define prev_device_initcall(fn)   __define_initcall("6",fn,6)
#define prev_device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define device_initcall(fn)   __define_initcall("7",fn,7)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)
#define late_initcall(fn)   __define_initcall("8",fn,8)
#define late_initcall_sync(fn)   __define_initcall("8s",fn,8s)


#else
#define device_initcall(fn)   __define_initcall("6",fn,6)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define late_initcall(fn)   __define_initcall("7",fn,7)
#define late_initcall_sync(fn)   __define_initcall("7s",fn,7s)
#endif

2.用對應新的宏,定義我們的驅動:

prev_device_initcall(i2c_dev_init);
prev_device_initcall(as352x_afe_i2c_init);
prev_device_initcall(as352x_afe_init);

做到這裏,本以爲可以了,但是編譯後,在system.map中,發現之前優先級爲7的那幾個函數,被放到system.map最後了,而不是預想的,在優先級7之後,在

c001997c T __con_initcall_start
c001997c t __initcall_con_init
c001997c T __initcall_end

之前。最後,發現時沒有把對應的鏈接文件中的宏加進去:

3.include\asm-generic\vmlinux.lds.h

#if 1
#define INITCALLS        \
*(.initcall0.init)       \
*(.initcall0s.init)       \
*(.initcall1.init)       \
*(.initcall1s.init)       \
*(.initcall2.init)       \
*(.initcall2s.init)       \
*(.initcall3.init)       \
*(.initcall3s.init)       \
*(.initcall4.init)       \
*(.initcall4s.init)       \
*(.initcall5.init)       \
*(.initcall5s.init)       \
*(.initcallrootfs.init)       \
*(.initcall6.init)       \
*(.initcall6s.init)       \
*(.initcall7.init)       \
*(.initcall7s.init)       \
*(.initcall8.init)       \
*(.initcall8s.init)


#else


#define INITCALLS        \
*(.initcall0.init)       \
*(.initcall0s.init)       \
*(.initcall1.init)       \
*(.initcall1s.init)       \
*(.initcall2.init)       \
*(.initcall2s.init)       \
*(.initcall3.init)       \
*(.initcall3s.init)       \
*(.initcall4.init)       \
*(.initcall4s.init)       \
*(.initcall5.init)       \
*(.initcall5s.init)       \
*(.initcallrootfs.init)       \
*(.initcall6.init)       \
*(.initcall6s.init)       \
*(.initcall7.init)       \
*(.initcall7s.init)


#endif

最後,再重新編譯,就可以實現我們要的,和afe相關的驅動初始化,都在網卡enc28j60_init之前了。也就可以在網卡里面讀芯片ID了。當然,對應編譯生成的system.map文件中,對應的通過module_init定義的驅動,優先級也都變成7了。而late_initcall對應優先級8了。

注:當前開發板arm的板子,所以,對應的load 腳本在:

linux-2.6.28.4\arch\arm\kernel\vmlinux.lds 看起來,應該是這個文件:
linux-2.6.28.4\arch\arm\kernel\vmlinux.lds.S
生成上面那個腳本的。vmlinux.lds中的這一行:

__initcall_start = .;
   *(.initcallearly.init) __early_initcall_end = .; *(.initcall0.init) *(.initcall0s.init) *(.initcall1.init) *(.initcall1s.init) *(.initcall2.init) *(.initcall2s.init) *(.initcall3.init) *(.initcall3s.init) *(.initcall4.init) *(.initcall4s.init) *(.initcall5.init) *(.initcall5s.init) *(.initcallrootfs.init) *(.initcall6.init) *(.initcall6s.init) *(.initcall7.init) *(.initcall7s.init)

就是將之前那些對應的init類型的函數,展開,放到這對應的位置。

【3】
不過,最後的最後,竟然發現網卡還是工作不正常,結果第二天,無意間發現是網卡地址設置導致網卡工作不正常的。
也就是說,實際是直接將afe設置到原先的優先級5就可以的,而不用這麼麻煩去改系統的東西的...

不過,至少這也是一種辦法,雖然不是那麼的好...

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