Linux 内核 firmware 加载过程 ============================ .. versionadded:: @2013-11-26 创建 Broadcom 的一些网卡需要加载一些 firmware 才能正常工作，相应的内核信息如下： :: bnx2: Can't load firmware file "bnx2/bnx2-mips-09-6.2.1b.fw" 借这个机会对 Linux 内核加载所需的 firmware 的过程做了个了解。 首先参考内核文档 :kernel:`firmware_class/README` 里的说明： :: 1), kernel(driver): - calls request_firmware(&fw_entry, $FIRMWARE, device) - kernel searchs the fimware image with name $FIRMWARE directly in the below search path of root filesystem: User customized search path by module parameter 'path'[1] "/lib/firmware/updates/" UTS_RELEASE, "/lib/firmware/updates", "/lib/firmware/" UTS_RELEASE, "/lib/firmware" - If found, goto 7), else goto 2) [1], the 'path' is a string parameter which length should be less than 256, user should pass 'firmware_class.path=$CUSTOMIZED_PATH' if firmware_class is built in kernel(the general situation) 2), userspace: - /sys/class/firmware/xxx/{loading,data} appear. - hotplug gets called with a firmware identifier in $FIRMWARE and the usual hotplug environment. - hotplug: echo 1 > /sys/class/firmware/xxx/loading 3), kernel: Discard any previous partial load. 4), userspace: - hotplug: cat appropriate_firmware_image > \ /sys/class/firmware/xxx/data 5), kernel: grows a buffer in PAGE_SIZE increments to hold the image as it comes in. 6), userspace: - hotplug: echo 0 > /sys/class/firmware/xxx/loading 7), kernel: request_firmware() returns and the driver has the firmware image in fw_entry->{data,size}. If something went wrong request_firmware() returns non-zero and fw_entry is set to NULL. 8), kernel(driver): Driver code calls release_firmware(fw_entry) releasing the firmware image and any related resource. 从这里描述的过程我们能看到，内核本身并不加载任何 firmware，而只是发一个通知 “我需要名字为 xxx 的 firmware” 给用户空间，然后等待用户空间的程序将该 firmware 的镜像文件推送给内核。这里用户空间的进程一般对应于 udev 或其他类似功能的程序。 以 udev 为例，在 Ubuntu 12.04 上， :: $ grep firmware /lib/udev/rules.d/* /lib/udev/rules.d/50-firmware.rules:# firmware-class requests, copies files into the kernel /lib/udev/rules.d/50-firmware.rules:SUBSYSTEM=="firmware", ACTION=="add", RUN+="firmware --firmware=$env{FIRMWARE} --devpath=$env{DEVPATH}" 可以看到当内核请求 firmware， udev 会调用 firmware 程序处理。接下来我们查看 firmware 的源代码（使用 `apt-get source udev` 安装）： :: $ vi udev-175/extras/firmware/firmware.c ... 82 static const char *searchpath[] = { FIRMWARE_PATH }; ... 131 /* lookup firmware file */ 132 uname(&kernel); 133 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(searchpath); i++) { 134 util_strscpyl(fwpath, sizeof(fwpath), searchpath[i], kernel.release, "/", firmware, NULL); 135 dbg(udev, "trying %s\n", fwpath); 136 fwfile = fopen(fwpath, "r"); 137 if (fwfile != NULL) 138 break;- 139 140 util_strscpyl(fwpath, sizeof(fwpath), searchpath[i], firmware, NULL); 141 dbg(udev, "trying %s\n", fwpath); 142 fwfile = fopen(fwpath, "r"); 143 if (fwfile != NULL) 144 break; 145 } ... 其中 searchpath 会在 configure 时被设置为 /lib/firmware/updates/ 和 /lib/firmware/ 这两个路径。程序会分别在这两个目录下搜索 $(uname -r)/$FIRMWARE 和 $FIRMWARE 文件。假设内核版本（`uname -r`\ 的输出）为 3.10.20，请求的 firmware 为 bnx2/bnx2-mips-09-6.2.1b.fw，则 firmware 程序会搜索如下 4 个文件， 找到即退出搜索循环，并将该文件的内容传递到内核。 如果都没有找到就会遇到本文最开始的错误。 :: /lib/firmware/updates/3.10.20/bnx2/bnx2-mips-09-6.2.1b.fw /lib/firmware/updates/bnx2/bnx2-mips-09-6.2.1b.fw /lib/firmware/3.10.20/bnx2/bnx2-mips-09-6.2.1b.fw /lib/firmware/bnx2/bnx2-mips-09-6.2.1b.fw 其他发行版本的处理过程都是类似的，找到 udev 对应的规则文件，该文件里会指定由 哪个程序来处理。例如，对 Gentoo： :: $ grep firmware /lib/udev/rules.d/* /lib/udev/rules.d/50-firmware.rules:SUBSYSTEM=="firmware", ACTION=="add", RUN{builtin}="firmware" Gentoo 里 firmware 的加载时由 udev 内置的 firmware 命令来处理。分析其源代码后 确认其处理逻辑和 Ubuntu 的处理是类似的。