系统初始化函数集subsysinitcall和初始化段应用.docx
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系统初始化函数集subsysinitcall和初始化段应用
系统初始化函数集（subsys_initcall）和初始化段应用
系统初始化函数集（subsys_initcall）和初始化段应用
前言：
前段时间做一个项目需要设计一个动态库，并希望在加载库的同时自动执行一些初始化动作，于是联想到了linux内核众子系统的初始化，于是研究之，并在过这程中发现了初始化段的存在，利用初始化段实现了该功能。
工作一年，笔记积累多了，慢慢变得杂乱无章，于是开博，一方面整理笔记，梳理知识，另一方面和大家交流，共同进步。
keyword：
subsys_initcall,init,init_call
1系统初始化调用函数集分析（静态）
1.1函数定义
在linux内核代码里，运用了subsys_initcall来进行各种子系统的初始化，具体怎么初始化的呢？
其实并不复杂。
以2.6.29内核作为例子。
在下就能找到subsys_initcall的定义：
#definepure_initcall（fn）__define_initcall（"0",fn,0）
#definecore_initcall（fn）__define_initcall（"1",fn,1）
#definecore_initcall_sync（fn）__define_initcall（"1s",fn,1s）
#definepostcore_initcall（fn）__define_initcall（"2",fn,2）
#definepostcore_initcall_sync（fn）__define_initcall（"2s",fn,2s）
#definearch_initcall（fn）__define_initcall（"3",fn,3）
#definearch_initcall_sync（fn）__define_initcall（"3s",fn,3s）
#definesubsys_initcall（fn）__define_initcall（"4",fn,4）
#definesubsys_initcall_sync（fn）__define_initcall（"4s",fn,4s）
#definefs_initcall（fn）__define_initcall（"5",fn,5）
#definefs_initcall_sync（fn）__define_initcall（"5s",fn,5s）
#definerootfs_initcall（fn）__define_initcall（"rootfs",fn,rootfs）
#definedevice_initcall（fn）__define_initcall（"6",fn,6）
#definedevice_initcall_sync（fn）__define_initcall（"6s",fn,6s）
#definelate_initcall（fn）__define_initcall（"7",fn,7）
#definelate_initcall_sync（fn）__define_initcall（"7s",fn,7s）
而__define_initcall又被定义为
#define__define_initcall（level,fn,id）\
staticinitcall_t__initcall_##fn##id__used\
__attribute__（（__section__（".initcall"level".init"）））=fn
所以subsys_initcall（fn）==__initcall_fn4它将被链接器放于section.initcall4.init中。
（attribute将会在另一篇文章中介绍）
1.2初始化函数集的调用过程执行过程：
start_kernel->rest_init
系统在启动后在rest_init中会创建init内核线程
init->do_basic_setup->do_initcalls
do_initcalls中会把.initcall.init.中的函数依次执行一遍:
for（call=__initcall_start;call<__initcall_end;call++）{
......
result=（*call）（）;
.........
}
这个__initcall_start是在文件定义的:
.initcall.init:
AT（ADDR（.initcall.init）-LOAD_OFFSET）{
__initcall_start=.;
INITCALLS
__initcall_end=.;
}
INITCALLS被定义于:
#defineINITCALLS\
*（.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）
2基于模块方式的初始化函数（动态）2.1函数定义subsys_initcall的静态调用方式应该讲清楚来龙去脉了,现在看看动态方式的初始化函数调用（模块方式）。
在里，如果MODULE宏被定义，说明该函数将被编译进模块里，在系统启动后以模块方式被调用。
#definecore_initcall（fn）module_init（fn）
#definepostcore_initcall（fn）module_init（fn）
#definearch_initcall（fn）module_init（fn）
#definesubsys_initcall（fn）module_init（fn）
#definefs_initcall（fn）module_init（fn）
#definedevice_initcall（fn）module_init（fn）
#definelate_initcall（fn）module_init（fn）
这是在定义MODULE的情况下对subsys_initcall的定义,就是说对于驱动模块,使用subsys_initcall等价于使用module_init
2.2module_init分析下面先看看module_init宏究竟做了什么
#definemodule_init（initfn）\
staticinlineinitcall_t__inittest（void）\/*定义此函数用来检测传入函数的类型,并在编译时提供警告信息*/
{returninitfn;}\
intinit_module（void）__attribute__（（alias（#initfn）））;/*声明init_modlue为initfn的别名,insmod只查找名字为init_module函数并调用*/
typedefint（*initcall_t）（void）;/*函数类型定义*/
在以模块方式编译一个模块的时候，会自动生成一个xxx.mod.c文件，在该文件里面定义一个structmodule变量，并把init函数设置为上面的init_module（）而上面的这个init_module，被alias成模块的初始化函数（参考__attribute__,alias,visibility,hidden>）。
也就是说，模块装载的时候（insmod，modprobe），sys_init_module（）系统调用会调用module_init指定的函数（对于编译成>模块的情况）。
2.3module的自动加载内核在启动时已经检测到了系统的硬件设备，并把硬件设备信息通过sysfs内核虚拟文件系统导出。
sysfs文件系统由系统初始化脚本挂载到/sys上。
udev扫描sysfs文件系统，根据硬件设备信息生成热插拔（hotplug）事件，udev再读取这些事件，生成对应的硬件设备文件。
由于没有实际的硬件插拔动作，所以这一过程被称为coldplug。
udev完成coldplug操作，需要下面三个程序：
udevtrigger——扫描sysfs文件系统，生成相应的硬件设备hotplug事件。
udevd——作为deamon，记录hotplug事件，然后排队后再发送给udev，避免事件冲突（raceconditions）。
udevsettle——查看udev事件队列，等队列内事件全部处理完毕才退出。
要规定事件怎样处理就要编写规则文件了.规则文件是udev的灵魂，没有规则文件，udev无法自动加载硬件设备的驱动模块。
它一般位于
3初始化段的应用这里给出一个简单的初始化段的使用例子，将a.c编译成一个动态库，其中，函数a（）和函数c（）放在两个不同的初始化段里，函数b（）默认放置；编译main.c，链接到由a.c编译成的动态库，观察各函数的执行顺序。
#cata.c#include
typedefint（*fn）（void）;
inta（void）
{
printf（"a\n"）;
return0;
}
__attribute__（（__section__（".init_array.2"）））staticfninit_a=a;
intc（void）
{
printf（"c\n"）;
return0;
}
__attribute__（（__section__（".init_array.1"）））staticfninit_c=c;
intb（）
{
printf（"b\n"）;
return0;
}
#catmain.c
#include
intb（）;
intmain（）
{
printf（"main\n"）;
b（）;
}
#catmk.sh
gcc-fPIC-g-ca.c
gcc-shared-g-oliba.soa.o
cpliba.so/lib/-fr
gccmain.cliba.so
ldconfig
./a.out
#gcc-fPIC-g-ca.c
#gcc-shared-g-oliba.soa.o
#cpliba.so/lib/
#gccmain.cliba.so
#ldconfig
#./a.out
a
c
main
b
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