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linux子系统的初始化_subsys_initcall()【转】

简介: 转自:http://my.oschina.net/u/572632/blog/305492 目录[-] 概述 section的声明 注册 调用 IN BUILDING 概述        内核选项的解析完成之后,各个子系统的初始化即进入第二部分—入口函数的调用。
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转自:http://my.oschina.net/u/572632/blog/305492

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概述

       内核选项的解析完成之后,各个子系统的初始化即进入第二部分—入口函数的调用。通常USB、PCI这样的子系统都会有一个名为subsys_initcall的入口,如果你选择它们作为研究内核的切入点,那么就请首先找到它。

section的声明

    C 语言中attribute属性的section是在目标文件链接时可以用于主动定制代码的位置,具体可以WIKI,下面看linux kernel中是如何定义的。 

      以下代码来自 linux内核源码中 include/linux/init.h 文件。下面使用相同语法规则的变量名存放了各个初始化函数的地址。

        更重要的是其section属性也是按照一定规则构成的。

        关于section见 http://lihuize123123.blog.163.com/blog/static/878290522010420111428109/

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/* initcalls are now grouped by functionality into separate 
 * subsections. Ordering inside the subsections is determined
 * by link order. 
 * For backwards compatibility, initcall() puts the call in 
 * the device init subsection.
 *
 * The `id' arg to __define_initcall() is needed so that multiple initcalls
 * can point at the same handler without causing duplicate-symbol build errors.
 */
 
#define __define_initcall(level,fn,id) \
    static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
    __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn
 
/*
 * Early initcalls run before initializing SMP.
 *
 * Only for built-in code, not modules.
 */
#define early_initcall(fn)     __define_initcall("early",fn,early)
 
/*
 * A "pure" initcall has no dependencies on anything else, and purely
 * initializes variables that couldn't be statically initialized.
 *
 * This only exists for built-in code, not for modules.
 */
#define pure_initcall(fn)      __define_initcall("0",fn,0)
 
#define core_initcall(fn)      __define_initcall("1",fn,1)
#define core_initcall_sync(fn)     __define_initcall("1s",fn,1s)
#define postcore_initcall(fn)      __define_initcall("2",fn,2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#define arch_initcall(fn)      __define_initcall("3",fn,3)
#define arch_initcall_sync(fn)     __define_initcall("3s",fn,3s)
#define subsys_initcall(fn)        __define_initcall("4",fn,4)
#define subsys_initcall_sync(fn)   __define_initcall("4s",fn,4s)
#define fs_initcall(fn)            __define_initcall("5",fn,5)
#define fs_initcall_sync(fn)       __define_initcall("5s",fn,5s)
#define rootfs_initcall(fn)        __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#define device_initcall(fn)        __define_initcall("6",fn,6)
#define device_initcall_sync(fn)   __define_initcall("6s",fn,6s)
#define late_initcall(fn)      __define_initcall("7",fn,7)
#define late_initcall_sync(fn)     __define_initcall("7s",fn,7s)
 
#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
 
#define __exitcall(fn) \
    static exitcall_t __exitcall_##fn __exit_call = fn
 
#define console_initcall(fn) \
    static initcall_t __initcall_##fn \
    __used __section(.con_initcall.init) = fn
 
#define security_initcall(fn) \
    static initcall_t __initcall_##fn \
    __used __section(.security_initcall.init) = fn

 

注册

        这些入口有个共同的特征,它们都是使用__define_initcall宏定义的。它们的调用也不是随便的,而是按照一定顺序的,这个顺序就取决于__define_initcall宏。__define_initcall宏用来将指定的函数指针放到.initcall.init节里。

.initcall.init节

        内核可执行文件由许多链接在一起的对象文件组成。对象文件有许多节,如文本、数据、init数据、bass等等。这些对象文件都是由一个称为链接器脚本的文件链接并装入的。这个链接器脚本的功能是将输入对象文件的各节映射到输出文件中;换句话说,它将所有输入对象文件都链接到单一的可执行文件中,将该可执行文件的各节装入到指定地址处。 vmlinux.lds是存在于arch/<target>/目录中的内核链接器脚本,它负责链接内核的各个节并将它们装入内存中特定偏移量处。在vmlinux.lds文件里查找initcall.init就可以看到下面的内容

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#define INITCALLS                          \
    *(.initcallearly.init)                      \
    VMLINUX_SYMBOL(__early_initcall_end) = .;         \
      *(.initcall0.init)                      \
      *(.initcall0s.init)                     \
      *(.initcall1.init)                      \
      *(.initcall1s.init)                     \
      *(.initcall2.init)                      \
      *(.initcall2s.init)                     \
      *(.initcall3.init)                      \
      *(.initcall3s.init)                     \
      *(.initcall4.init)                      \
      *(.initcall4s.init)                     \
      *(.initcall5.init)                      \
      *(.initcall5s.init)                     \
    *(.initcallrootfs.init)                     \
      *(.initcall6.init)                      \
      *(.initcall6s.init)                     \
      *(.initcall7.init)                      \
      *(.initcall7s.init)

 

这就告诉我们.initcall.init节又分成了7个子节,而xxx_initcall入口函数指针具体放在哪一个子节里边儿是由xxx_initcall的定义中,__define_initcall宏的参数决定的,比如core_initcall将函数指针放在.initcall1.init子节,device_initcall将函数指针放在了.initcall6.init子节等等。各个子节的顺序是确定的,即先调用.initcall1.init中的函数指针再调用.initcall2.init中的函数指针,等等。不同的入口函数被放在不同的子节中,因此也就决定了它们的调用顺序。

注意:设备驱动程序中常见的module_init(x)函数,查看init.h文件发现

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/**
 * module_init() - driver initialization entry point
 * @x: function to be run at kernel boot time or module insertion
 
 * module_init() will either be called during do_initcalls() (if
 * builtin) or at module insertion time (if a module).  There can only
 * be one per module.
 */
#define module_init(x) __initcall(x);
 
#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
 
/* Don't use these in modules, but some people do... */
#define early_initcall(fn)     module_init(fn)
#define core_initcall(fn)      module_init(fn)
#define postcore_initcall(fn)      module_init(fn)
#define arch_initcall(fn)      module_init(fn)
#define subsys_initcall(fn)        module_init(fn)
#define fs_initcall(fn)            module_init(fn)
#define device_initcall(fn)        module_init(fn)
#define late_initcall(fn)      module_init(fn)

 

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#define __define_initcall(level,fn) \
    static initcall_t __initcall_##fn __used \
    __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn
 
/* Userspace initcalls shouldn't depend on anything in the kernel, so we'll
 * make them run first.
 */
#define __initcall(fn) __define_initcall("1", fn)
 
#define __exitcall(fn) static exitcall_t __exitcall_##fn __exit_call = fn
 
#define __init_call    __used __section(.initcall.init)

 

这样推断 module_init 调用优先级为6低于subsys_initcall调用优先级4

调用

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static void __init do_initcalls(void)
{
    initcall_t *fn;
 
    for (fn = __early_initcall_end; fn < __initcall_end; fn++)
        do_one_initcall(*fn);
 
    /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
    flush_scheduled_work();
}
 
int __init_or_module do_one_initcall(initcall_t fn)
{
    int count = preempt_count();
    int ret;
 
    if (initcall_debug)
        ret = do_one_initcall_debug(fn);
    else
        ret = fn();
 
    msgbuf[0] = 0;
 
    if (ret && ret != -ENODEV && initcall_debug)
        sprintf(msgbuf, "error code %d ", ret);
 
    if (preempt_count() != count) {
        strlcat(msgbuf, "preemption imbalance "sizeof(msgbuf));
        preempt_count() = count;
    }
    if (irqs_disabled()) {
        strlcat(msgbuf, "disabled interrupts "sizeof(msgbuf));
        local_irq_enable();
    }
    if (msgbuf[0]) {
        printk("initcall %pF returned with %s\n", fn, msgbuf);
    }
 
    return ret;
}

 

 

 

IN BUILDING

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【作者】张昺华
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