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：

devicelevelprio设备 APRIMARY     32设备 BPRIMARY     24设备 CNANOKERNEL     50设备 DPRIMARY     30设备 EMICROKERNEL     30设备 FAPPLICATION     3设备 GSECONDARY     18设备 HPRIMARY     0设备 ISECONDARY     44设备 JPRIMARY     20

编译器会按照下面的顺序依次存放各个设备的代码：

devicelevelprio设备 HPRIMARY     0设备 JPRIMARY     20设备 BPRIMARY     24设备 DPRIMARY     30设备 APRIMARY     32设备 GSECONDARY     18设备 ISECONDARY     44设备 CNANOKERNEL     50设备 EMICROKERNEL     30设备 FAPPLICATION     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。