I2C子系統之內核中I2C子系統的結構

本文開始，分析內核的i2c子系統。

說明：1.分析的內核版本為2.6.37.1

           2.開發板為TQ2440，板載ARM9(S3C2440)

           3.I2C設備為AT24C02

           4.分析順序就是內核I2C子系統的注冊順序(即本系列文章發表的先後順序)。

在正式進入代碼分析前應摸清各初始化函數的執行先後順序，清楚這個順序後對i2c的整個框架也有就有數了。

1.初始化函數的執行順序

1.1 函數執行順序是如何確定的

內核編譯鏈接完成後初始化函數的執行先後順序就確定了。這是通過鏈接器在鏈接時調用鏈接腳本/arch/arm/kernel/vmlinux.lds來完成的。腳本規定了不同代碼段，例如_init、text、data等不同屬性的代碼段存放的位置。假如同屬_init函數A()和函數B()就全部放在腳本中定義的_init地址上，但是具體是A()函數在前還是B()函數在前呢?這是由目錄下的Makefile文件來決定了。Makefile文件中函數存放的先後順序來決定了，假如obj+y   = A()在obj+y    = B()之前，則最後連接的時候A函數就在B()函數之前執行了。所以決定函數執行的先後順序是由1.vmlinux.lds鏈接腳本2.驅動目錄下Makefile文件共同確定的

首先分析鏈接腳本中關於順序的控制。

vmlinux.lds:

1. #ifndef __ARMEB__   
2. jiffies = jiffies_64;  
3. #else   
4. jiffies = jiffies_64 + 4;  
5. #endif   
6.   
7. SECTIONS  
8. {  
9.                 。。。 。。。  
10.                 INIT_CALL  
11.                 CON_INITCALL  
12.         SECURITY_INITCALL  
13.                 。。。 。。。  
14. }  

其中INIT_CALLS為一個宏，定義如下：

1. #define INITCALLS                                                       \   
2.     *(.initcallearly.init)                      \  
3.     VMLINUX_SYMBOL(__early_initcall_end) = .;           \  
4.     *(.initcall0.init)                      \  
5.     *(.initcall0s.init)                     \  
6.     *(.initcall1.init)                      \  
7.     *(.initcall1s.init)                     \  
8.     *(.initcall2.init)                      \  
9.     *(.initcall2s.init)                     \  
10.     *(.initcall3.init)                      \  
11.     *(.initcall3s.init)                     \  
12.     *(.initcall4.init)                      \  
13.     *(.initcall4s.init)                     \  
14.     *(.initcall5.init)                      \  
15.     *(.initcall5s.init)                     \  
16.     *(.initcallrootfs.init)                     \  
17.     *(.initcall6.init)                      \  
18.     *(.initcall6s.init)                     \  
19.     *(.initcall7.init)                      \  
20.     *(.initcall7s.init)  
21.   
22. #define INIT_CALLS                          \   
23.         VMLINUX_SYMBOL(__initcall_start) = .;           \  
24.         INITCALLS                       \  
25.         VMLINUX_SYMBOL(__initcall_end) = .;  

可以看見存放鏈接的順序依次為：.initcall0.init、initcall0s.init、initcall1.init... ...

這只是連接腳本的中的語法，函數中具體是需要宏來給函數做上標記的。

具體在/include/linux/init.h中，相關代碼如下：

1. #define __define_initcall(level,fn,id) \   
2.     static initcall_t __initcall_##fn##id __used \  
3.     __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn  
4.   
5. /* 
6.  * Early initcalls run before initializing SMP. 
7.  * 
8.  * Only for built-in code, not modules. 
9.  */  
10. #define early_initcall(fn)      __define_initcall("early",fn,early)   
11.   
12. /* 
13.  * A "pure" initcall has no dependencies on anything else, and purely 
14.  * initializes variables that couldn't be statically initialized. 
15.  * 
16.  * This only exists for built-in code, not for modules. 
17.  */  
18. #define pure_initcall(fn)       __define_initcall("0",fn,0)   
19.   
20. #define core_initcall(fn)       __define_initcall("1",fn,1)   
21. #define core_initcall_sync(fn)      __define_initcall("1s",fn,1s)   
22. #define postcore_initcall(fn)       __define_initcall("2",fn,2)   
23. #define postcore_initcall_sync(fn)  __define_initcall("2s",fn,2s)   
24. #define arch_initcall(fn)       __define_initcall("3",fn,3)   
25. #define arch_initcall_sync(fn)      __define_initcall("3s",fn,3s)   
26. #define subsys_initcall(fn)     __define_initcall("4",fn,4)   
27. #define subsys_initcall_sync(fn)    __define_initcall("4s",fn,4s)   
28. #define fs_initcall(fn)         __define_initcall("5",fn,5)   
29. #define fs_initcall_sync(fn)        __define_initcall("5s",fn,5s)   
30. #define rootfs_initcall(fn)     __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)   
31. #define device_initcall(fn)     __define_initcall("6",fn,6)   
32. #define device_initcall_sync(fn)    __define_initcall("6s",fn,6s)   
33. #define late_initcall(fn)       __define_initcall("7",fn,7)   
34. #define late_initcall_sync(fn)      __define_initcall("7s",fn,7s)   
35.   
36. #define __initcall(fn) device_initcall(fn)   
37.   
38. ... ...  
39. #define module_init(x)    __initcall(x);   

這裡就可以發現，在實際的驅動中，初始化函數都有如下形式：module_init(init_func)

原來module_init就是一個宏，可以發現module_init宏最終展開後會將init_func函數做個

initcall6.init的標記，最終此函數就被鏈接在此initcall6.init的位置，而那些序號大initcall6.init的函數

則存放在被module_init修飾的函數之前的位置。

Makefile文件的控制

i2c子系統的相關源碼集中在/driver/i2c目錄下

所以此處只從/driver/i2c目錄下的Makefile文件分析

/driver/i2c/Makefile：

1. obj-$(CONFIG_I2C_BOARDINFO)     += i2c-boardinfo.o  
2. obj-$(CONFIG_I2C)               += i2c-core.o  
3. obj-$(CONFIG_I2C_SMBUS)         += i2c-smbus.o  
4. obj-$(CONFIG_I2C_CHARDEV)       += i2c-dev.o  
5. obj-$(CONFIG_I2C_MUX)           += i2c-mux.o  
6. obj-y                           += algos/ busses/ muxes/  
7.   
8. ccflags-$(CONFIG_I2C_DEBUG_CORE) := -DDEBUG  

可見鏈接的順序是i2c.-boardinfo、i2c-core、i2c-dev... ...

1.2 i2c子系統的初始化函數的執行先後順序

結合vmlinux.lds和Makefile，可確定i2c初始化函數的執行順序如下：

1./dricer/i2c/i2c-core.c中的函數：i2c_init()                                                                                    postcore_initcall級別

2./arch/arm/mach-s3c2440/mach-smdk2440.c中的函數：smdk2440_machine_init()      arch_initcall級別

3.driver/i2c/buses/i2c-s3c2410.c中的函數：i2c_adap_s3c_init()                                            subsys_initcall級別                    

4./driver/i2c/i2c-dev.c中的函數：i2c_dev_init()                                                                              module_init級別