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分析kernel的initcall函数

来源: ChinaUnix博客 　日期： 2008.07.19 21:24　(共有条评论) 我要评论

分析kernel的initcall函数
Author: Dongas
Data: 08-07-15

先来看看这些initcall函数的声明：
/* include/linux/init.h */
/* 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.
*/

#define __define_initcall(level,fn)
       static initcall_t __initcall_##fn __attribute_used__
       __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn

#define core_initcall(fn)        __define_initcall("1",fn)
#define postcore_initcall(fn)        __define_initcall("2",fn)
#define arch_initcall(fn)        __define_initcall("3",fn)
#define subsys_initcall(fn)            __define_initcall("4",fn)
#define fs_initcall(fn)                     __define_initcall("5",fn)
#define device_initcall(fn)           __define_initcall("6",fn)
#define late_initcall(fn)         __define_initcall("7",fn)

#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
       __attribute_used__ __attribute__((__section__(".con_initcall.init")))=fn

#define security_initcall(fn)
       static initcall_t __initcall_##fn
       __attribute_used__ __attribute__((__section__(".security_initcall.init"))) = fn

#define module_init(x)   __initcall(x);    ß从这里知道module_init的等级为6，相对靠后
#define module_exit(x)  __exitcall(x);


可以发现这些*_initcall(fn)最终都是通过__define_initcall(level,fn)宏定义生成的。
__define_initcall宏定义如下：
#define __define_initcall(level,fn)
       static initcall_t __initcall_##fn __attribute_used__
       __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn

这句话的意思为定义一个initcall_t型的初始化函数，函数存放在.initcall”level”.init section内。.initcall”level”.init section定义在vmlinux.lds内。
/* arch/arm/kernel/vmlinux.lds */
……
  __initcall_start = .;
   *(.initcall1.init)
   *(.initcall2.init)
   *(.initcall3.init)
   *(.initcall4.init)
   *(.initcall5.init)
   *(.initcall6.init)
   *(.initcall7.init)
  __initcall_end = .;
       ……
正好包括了上面init.h里定义的从core_initcall到late_initcall等7个level等级的.initcall”level”.init section. 因此通过不同的*_initcall声明的函数指针最终都会存放不同level等级的.initcall”level”.init section内。这些不同level的section按level等级高低依次存放。

下面我们再来看看，内核是什么时候调用存储在.initcall”level”.init section内的函数的。

内核是通过do_initcalls函数循环调用执行initcall.init section内的函数的，流程如下：
start_kernel -> rest_init -> kernel_thread -> init -> do_basic_setup -> do_initcalls


这里要分析两个函数: kernel_thread和do_initcalls，这两个函数都定义在init/main.c内
1)    kernel_thread
1.static void noinline rest_init(void)
2.    __releases(kernel_lock)
3.{
4.    system_state = SYSTEM_BOOTING_SCHEDULER_OK;
5.
6.    kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_SIGHAND);
7.    numa_default_policy();
8.    unlock_kernel();
9.
10.  /*
11.  * The boot idle thread must execute schedule()
12.  * at least one to get things moving:
13.  */
14.  __preempt_enable_no_resched();
15.  schedule();
16.  preempt_disable();
17.
18.  /* Call into cpu_idle with preempt disabled */
19.  cpu_idle();
20.}
第6行通过kernel_thread创建一个内核线程执行init函数。（其实这里创建的即Linux的1号进程(init进程), 为linux中所有其他进程的父进程，有兴趣的可以自己查资料）

2)    do_initcalls
1.static void __init do_initcalls(void)
2.{
3.    initcall_t *call;
4.    int count = preempt_count();
5.
6.    for (call = __initcall_start; call 
7.           ……
8.           result = (*call)();
9.           ……
10.  }
11.}
其中, initcall_t类型如下：
typedef int (*initcall_t)(void);

__initcall_start和__initcall_end定义在vmlinux.lds内，表示initcall section的起始和结束地址。
/* arch/arm/kernel/vmlinux.lds */
……
  __initcall_start = .;
   *(.initcall1.init)
   *(.initcall2.init)
   *(.initcall3.init)
   *(.initcall4.init)
   *(.initcall5.init)
   *(.initcall6.init)
   *(.initcall7.init)
  __initcall_end = .;
       ……
因此，上面6-10行代码的作用为按initcall level等级的顺序，依次循环调用预先存储在initcall section内的所有各个级别的初始化函数。这样，kernel的initcall函数的原理我们就搞清楚了。

最后要注意的是rest_init是在start_kernel函数内最后部分才被调用执行的，rest_init前包含了kernel一系列的初始化工作。另外，这些不同level等级的initcall.init section本身有一定的执行顺序，因此如果你的驱动依赖于特定的执行顺序的话需要考虑到这一点。



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