Zephyr OS 驱动篇之设备初始化顺序

Zephyr OS 驱动篇之设备初始化顺序
在前面的 Zephyr OS 驱动篇之设备驱动模型 中已讲解了 Zephyr OS 中的设备驱动模型。Zephyr OS 将设备分为 PRIMARY、SECONDARY、NANOKERNEL 等五个等级，并在系统启动的相应阶段初始化该等级内的所有设备。那么问题来了，每个等级内有很多设备，它们的初始化时有依赖关系吗，即它们需要按照某个顺序初始化吗？

答案是：YES！

再看看设备的定义：

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.     }

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在这个宏定义中，有两个参数至关重要，level 和 prio。这两个参数没有出现在具体的代码中，而是出现在 __attribute__ 属性中:

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

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编译器在预编译的时候会将 “#” 后面到参数转换为字符串，例如 #PRIMARY 将被转换为 “PRIMARY”。
TRINGIFY(s) 的作用也是将参数 s 转换为字符串 “s”, 其代码如下：

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

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举个例如，如果在调用 DEVICE_AND_API_INIT 时传入的参数 level 和 prio 分别为 PRIMARY 和 50，那么编译器就会将上面那段代码放到名为 .init_PRIMARY50 的段中。



现在转移视线，在 linker-defs.h 中有如下代码

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 的定义如下：
    
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])));    \

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在链接脚本文件 linker.ld 中将会调用上述代码。上面代码的大意是将所有的设备定义的代码按照设备等级(level)依次排列，且在每个等级中，按数字(prio)的大小从小到大依次排列。

假设系统一共定义了十个设备，它们的参数如下：

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

编译器会按照下面的顺序依次存放各个设备的代码：

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

所以系统启动时，各设备的初始化顺序是 H, J, B, D, A, G, I, C, E, F。

总结一下，在系统初始化设备时，除了要按照设备等级(level)排序外，在每个等级内部还要按照优先级(prio)排序。