do_initcall解析

老大提了新需求：
    板子上2个PCI网卡，2个CPU自带TSEC；
    要求TSEC对应 eth0，eth1， PCI网卡对应 eth2，eth3

网络设备的注册是由register_netdev(struct net_device *dev)来实现的
网络设备驱动加载的时候，会调这个函数，到时就会确定网络设备的接口名称为 eth1或2或3...

在设备驱动代码里强行指定设备接口名？麻烦，改的地方多

忽然想到了驱动加载顺序，看了看 do_initcall，顺便网上查了查 __define_initcall(level,fn)
然后改了下/drivers/net/Makefile

1. obj-$(CONFIG_GIANFAR) += gianfar_driver.o #wanghui modify netdev init sequence 2011-03-10
   
2. #(tesc0,tesc1 ===> eth0,eth1 pci0,pci1 ==> eth2,eth3)
   
3. obj-$(CONFIG_E1000) += e1000/
4. obj-$(CONFIG_E1000E) += e1000e/
5. obj-$(CONFIG_IBM_EMAC) += ibm_emac/
6. obj-$(CONFIG_IBM_NEW_EMAC) += ibm_newemac/
7. obj-$(CONFIG_IXGBE) += ixgbe/
8. obj-$(CONFIG_IXGB) += ixgb/
9. obj-$(CONFIG_IP1000) += ipg.o
10. obj-$(CONFIG_CHELSIO_T1) += chelsio/
11. obj-$(CONFIG_CHELSIO_T3) += cxgb3/
12. obj-$(CONFIG_EHEA) += ehea/
13. obj-$(CONFIG_CAN) += can/
14. obj-$(CONFIG_BONDING) += bonding/
15. obj-$(CONFIG_ATL1) += atl1/
16. #obj-$(CONFIG_GIANFAR) += gianfar_driver.o # wanghui del 2011-03-10
17. obj-$(CONFIG_TEHUTI) += tehuti.o

编译，搞定。


--------------------------- 华丽的分割线 -------------------------------------


前言

   宏定义__define_initcall(level,fn)对于内核的初始化很重要，它指示
   编译器在编译的时候，将一系列初始化函数的起始地址值按照一定的顺序
   放在一个section中。在内核初始化阶段，do_initcalls() 将按顺序从该
   section中以函数指针的形式取出这些函数的起始地址，来依次完成相应
   的初始化。由于内核某些部分的初始化需要依赖于其他某些部分的初始化
   的完成，因此这个顺序排列常常非常重要。

   下面将从__define_initcall(level,fn) 宏定义的代码分析入手，依次
   分析名称为initcall.init的section的结构，最后分析内核初始化函数
   do_initcalls()是如何利用宏定义__define_initcall(level,fn)及其相
   关的衍生的7个宏宏定义，来实现内核某些部分的顺序初始化的。

1、分析 __define_initcall(level,fn) 宏定义

    1) 这个宏的定义位于inlclude\linux\init.h中：

       #define __define_initcall(level,fn)    \
          static initcall_t __initcall_##fn   \
          __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) \
          = fn

       其中 initcall_t 是一个函数指针类型：

         typedef int (*initcall_t)(void);

       而属性 __attribute__((__section__())) 则表示把对象放在一个这个
       由括号中的名称所指代的section中。

       所以这个宏定义的的含义是：1) 声明一个名称为__initcall_##fn的函数
       指针(其中##表示替换连接，)；2) 将这个函数指针初始化为fn；3) 编译
       的时候需要把这个函数指针变量放置到名称为 ".initcall" level ".init"
       的section中(比如level="1"，代表这个section的名称是 ".initcall1.init")。

    2) 举例：__define_initcall(6, pci_init)

       上述宏调用的含义是：1) 声明一个函数指针__initcall_pic_init = pci_init；
       且 2) 这个指针变量__initcall_pic_init 需要放置到名称为 .initcall6.init
       的section中( 其实质就是将 这个函数pic_init的首地址放置到了这个
       section中)。

     3) 这个宏一般并不直接使用，而是被定义成下述其他更简单的7个衍生宏
        这些衍生宏宏的定义也位于 inlclude\linux\Init.h 中:

        #define core_initcall(fn)          __define_initcall("1",fn)
        #define postcore_initcall(fn)      __define_initcall("2",fn)
        #define arch_initcall(fn)          __define_initcall("3",fn)
        #define subsys_initcall(fn)        __define_initcall("4",fn)
        #define fs_initcall(fn)            __define_initcall("5",fn)
        #define device_initcall(fn)        __define_initcall("6",fn)
        #define late_initcall(fn)          __define_initcall("7",fn)

        因此通过宏 core_initcall() 来声明的函数指针，将放置到名称为
        .initcall1.init的section中，而通过宏 postcore_initcall() 来
        声明的函数指针，将放置到名称为.initcall2.init的section中，
        依次类推。

      4) 举例：device_initcall(pci_init)

         解释同上 1－2)。

2、与初始化调用有关section--initcall.init被分成了7个子section

    1) 它们依次是.initcall1.init、.initcall2.init、...、.initcall7.init

    2) 按照先后顺序依次排列

    3) 它们的定义在文件vmlinux.lds.S中

       例如 对于i386+，在i386\kernel\vmlinux.lds.S中有：

           __initcall_start = .;
           .initcall.init : {
                 *(.initcall1.init)
                 *(.initcall2.init)
                 *(.initcall3.init)
                 *(.initcall4.init)
                 *(.initcall5.init)
                 *(.initcall6.init)
                 *(.initcall7.init)
                 }
           __initcall_end = .;

        而在makefile 中有
    
        LDFLAGS_vmlinux += -T arch/$(ARCH)/kernel/vmlinux.lds.s

     4) 在这7个section总的开始位置被标识为__initcall_start，
        而在结尾被标识为__initcall_end。

3、 内核初始化函数do_basic_setup(): do_initcalls() 将从.initcall.init
     中，也就是这7个section中依次取出所有的函数指针，并调用这些
     函数指针所指向的函数，来完成内核的一些相关的初始化。

     这个函数的定义位于init\main.c中：

         extern initcall_t __initcall_start, __initcall_end;
         static void __init do_initcalls(void)
         {
             initcall_t *call;
             ....
             for (call = &__initcall_start; call < &__initcall_end; call++)
             {
                 ....
                 (*call)();
                 ....
             }
             ....
          }

      这些函数指针指向的函数就是通过宏__define_initcall(level,fn)
      赋值的函数fn，他们调用的顺序就是放置在这些section中的顺序，
      这个顺序很重要， 这就是这个宏__define_initcall(level,fn)的作用。
      注意到，这里__initcall_start 和 __initcall_end 就是section
      initcall.init的头和尾。

4、 归纳之

     1) __define_initcall(level,fn)的作用就是指示编译器把一些初始化函数
        的指针(即:函数起始地址)按照顺序放置一个名为 .initcall.init 的
        section中，这个section又被分成了7个子section，它们按顺序排列。
        在内核初始化阶段，这些放置到这个section中的函数指针将供
        do_initcalls() 按顺序依次调用，来完成相应初始化。

     2) 函数指针放置到的子section由宏定义的level确定，对应level较小的
        子section位于较前面。而位于同一个子section内的函数指针顺序不定，
        将由编译器按照编译的顺序随机指定。

     3) 因此，如果你希望某个初始化函数在内核初始化阶段就被调用，那么你
        就应该使用宏__define_initcall(level,fn) 或 其7个衍生宏 把这个
        函数fn的对应的指针放置到按照初始化的顺序放置到相关的 section 中。
        同事，如果某个初始化函数fn_B需要依赖于另外一个初始化函数fn_A的
        完成，那么你应该把fn_B放在比fn_A对应的level值较大的子section中，
        这样，do_initcalls()将在fn_A之后调用fn_B。

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如果你希望某个初始化函数在内核初始化阶段就被调用，那么你
就应该使用宏__define_initcall(level,fn) 或 其7个衍生宏来
把这个初始化函数fn的起始地址按照初始化的顺序放置到相关的
section 中。 内核初始化时的do_initcalls()将从这个section
中按顺序找到这些函数来执行。
如果你希望某个初始化函数在内核初始化阶段就被调用，那么你
就应该使用宏__define_initcall(level,fn) 或 其7个衍生宏来
把这个初始化函数fn的起始地址按照初始化的顺序放置到相关的
section 中。 内核初始化时的do_initcalls()将从这个section
中按顺序找到这些函数来执行。
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