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
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)
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
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)
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)
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)
36. #define __initcall(fn) device_initcall(fn)
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-$(CONFIG_I2C_MUX) += i2c-mux.o
6. obj-y += algos/ busses/ muxes/
8. ccflags-$(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