linux子系统的初始化_subsys_initcall()【转】

转自：http://my.oschina.net/u/572632/blog/305492

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• 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。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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