系统初始化函数集subsysinitcall和初始化段应用.docx

1、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_call1 系统初始化调用函数

2、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：#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

3、) _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,f

4、n,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_initca

5、ll(fn) _define_initcall(7,fn,7)#define late_initcall_sync(fn) _define_initcall(7s,fn,7s)而_define_initcall又被定义为#define _define_initcall(level,fn,id) static initcall_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 .initca

6、ll4.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_initcallsdo_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 :

7、AT(ADDR(.initcall.init) - LOAD_OFFSET) _initcall_start = .; INITCALLS _initcall_end = .; INITCALLS被定义于:#define INITCALLS *(.initcall0.init) *(.initcall0s.init) *(.initcall1.init) *(.initcall1s.init) *(.initcall2.init) *(.initcall2s.init) *(.initcall3.init) *(.initcall3s.init) *(.initcall4.init) *(.i

8、nitcall4s.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。#define core_initc

9、all(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)这是在定义MODULE的情况下对subsys_in

10、itcall的定义,就是说对于驱动模块,使用subsys_initcall等价于使用module_init2.2 module_init 分析下面先看看module_init宏究竟做了什么#define module_init(initfn) static inline initcall_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*/ return initfn; int init_module(void) _attribute_(alias(#initfn); /*声明init_modlue为 initfn的别名,insmod只查找名字为

11、init_module函数并调用*/typedef int (*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struct module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)。 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）。2.3 module的自动加载内核在启动时已经检测到了

12、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（race conditions）。 udevsett

13、le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。# cat a.c #include typedef int (*fn) (void);int a(void) printf(an); return 0;_attribute_(_secti

14、on_(.init_array.2) static fn init_a = a;int c(void) printf(cn); return 0;_attribute_(_section_(.init_array.1) static fn init_c = c;int b() printf(bn); return 0; # cat main.c#includeint b();int main() printf(mainn); b(); # cat mk.shgcc -fPIC -g -c a.cgcc -shared -g -o liba.so a.ocp liba.so /lib/ -frgcc main.c liba.so ldconfig ./a.out # gcc -fPIC -g -c a.c# gcc -shared -g -o liba.so a.o# cp liba.so /lib/# gcc main.c liba.so # ldconfig # ./a.out acmainb