linux内核段属性机制

Posted 2020-09-21 请给我倒杯茶

本文转载自：https://github.com/TongxinV/oneBook/issues/9

linux内核段属性机制

以subsys_initcall和module_init为例

subsys_initcall是一个宏，定义在linux/init.h中。经过对这个宏进行展开，发现这个宏的功能是：将其声明的函数放到一个特定的段：.initcall4.init

subsys_initcall
    __define_initcall("4",fn,4)

以下文件在/include/linux/init.h：


分析module_init宏，可以看出它将函数放到.initcall6.init段

module_init
    __initcall
        device_initcall
            __define_initcall("6",fn,6)

打开编译过的内核源码树中的的/arch/arm/kernel/vmlinux.lds文件(没编译没有这个文件):

SECTIONS
{
 . = 0xC0000000 + 0x00008000;
 .init : { /* Init code and data                */
  _stext = .;
  _sinittext = .;
   *(.head.text)
   *(.init.text) *(.cpuinit.text) *(.meminit.text)
  ......
  . = ALIGN(16); __setup_start = .; *(.init.setup) __setup_end = .;
  __initcall_start = .; *(.initcallearly.init) __early_initcall_end = .;
 *(.initcall0.init) *(.initcall0s.init)  *(.initcall1.init) *(.initcall1s.init) 
 *(.initcall2.init) ... __initcall_end = .;
  ......

内核在启动过程中需要顺序的做很多事，内核如何实现按照先后顺序去做很多初始化操作。内核的解决方案就是给内核启动时要调用的所有函数归类，执行内核某一个函数然后每个类就会按照一定的次序被调用执行。这些分类名就叫.initcallx.init。x的值从1到8。内核开发者在编写内核代码时只要将函数设置合适的级别，这些函数就会被链接的时候放入特定的段，内核启动时再按照段顺序去依次执行各个段即可（通过某一个函数，链接脚本只是规定了某一程序段在内存中的存放位置）。

内核源代码：

以下文件在/init/main.c

extern initcall_t __initcall_start[], __initcall_end[], __early_initcall_end[];

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();
}

执行do_initcalls就会按照设定好的顺序去执行，通过函数的内容可以猜测出其原理就是链接脚本设置好的顺序，然后do_initcalls执行就会去按照链接脚本设置好的顺序一个个遍历。

经过分析，可以看出，subsys_initcall和module_init的作用是一样的，只不过前者所声明的函数要比后者在内核启动时的执行顺序更早

另外：do_initcalls怎么被调用，简单看下调用过程

start_kernel() -> rest_init() ->kernel_init() -> do_basic_setup() ->do_initcalls()