【发布时间】：2021-02-06 01:30:41
【问题描述】：
在驱动模块_init 和内核的其他函数中，内核中有很多__init 调用实例。我的疑问是内核如何确定__init 调用的顺序。更重要的是，它又如何确定驱动模块_init的调用顺序？
【问题讨论】：
标签： linux linux-kernel kernel-module
【发布时间】：2021-02-06 01:30:41
【问题描述】：
所有的初始化魔法都在文件中实现：
首先，查看包含following的include/asm-generic/vmlinux.lds.h：
13 * . = START;
14 * __init_begin = .;
15 * HEAD_TEXT_SECTION
16 * INIT_TEXT_SECTION(PAGE_SIZE)
17 * INIT_DATA_SECTION(...)
18 * PERCPU_SECTION(CACHELINE_SIZE)
19 * __init_end = .;
其中INIT_TEXT_SECTION和INIT_DATA_SECTION定义如下：
790 #define INIT_TEXT_SECTION(inittext_align) \
791 . = ALIGN(inittext_align); \
792 .init.text : AT(ADDR(.init.text) - LOAD_OFFSET) { \
793 VMLINUX_SYMBOL(_sinittext) = .; \
794 INIT_TEXT \
795 VMLINUX_SYMBOL(_einittext) = .; \
796 }
797
798 #define INIT_DATA_SECTION(initsetup_align) \
799 .init.data : AT(ADDR(.init.data) - LOAD_OFFSET) { \
800 INIT_DATA \
801 INIT_SETUP(initsetup_align) \
802 INIT_CALLS \
803 CON_INITCALL \
804 SECURITY_INITCALL \
805 INIT_RAM_FS \
806 }
我们看看INIT_CALLS定义的例子：
628 #define INIT_CALLS_LEVEL(level) \
629 VMLINUX_SYMBOL(__initcall##level##_start) = .; \
630 *(.initcall##level##.init) \
631 *(.initcall##level##s.init)
633 #define INIT_CALLS \
634 VMLINUX_SYMBOL(__initcall_start) = .; \
635 *(.initcallearly.init) \
636 INIT_CALLS_LEVEL(0) \
637 INIT_CALLS_LEVEL(1) \
638 INIT_CALLS_LEVEL(2) \
639 INIT_CALLS_LEVEL(3) \
640 INIT_CALLS_LEVEL(4) \
641 INIT_CALLS_LEVEL(5) \
642 INIT_CALLS_LEVEL(rootfs) \
643 INIT_CALLS_LEVEL(6) \
644 INIT_CALLS_LEVEL(7) \
645 VMLINUX_SYMBOL(__initcall_end) = .;
您可以看到这定义了标有.initcall... 的部分名称。所有标记的数据都进入__initcall_start .. __initcall_end范围。
现在让我们看看包含following的[include/linux/init.h：
44 #define __init __section(.init.text) __cold notrace
45 #define __initdata __section(.init.data)
还有：
189 #define __define_initcall(level,fn,id) \
190 static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
191 __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn
...
220 #define device_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6)
...
225 #define __initcall(fn) device_initcall(fn)
...
271 /**
272 * module_init() - driver initialization entry point
273 * @x: function to be run at kernel boot time or module insertion
274 *
275 * module_init() will either be called during do_initcalls() (if
276 * builtin) or at module insertion time (if a module). There can only
277 * be one per module.
278 */
279 #define module_init(x) __initcall(x);
所以你可以看到module_init 定义为__initcall 定义为device_initcall 定义为__define_initcall("6",fn,6)。这里的 6 表示 initcall 级别。见下文...
init/main.c 包含following：
711 extern initcall_t __initcall_start[];
712 extern initcall_t __initcall0_start[];
713 extern initcall_t __initcall1_start[];
714 extern initcall_t __initcall2_start[];
715 extern initcall_t __initcall3_start[];
716 extern initcall_t __initcall4_start[];
717 extern initcall_t __initcall5_start[];
718 extern initcall_t __initcall6_start[];
719 extern initcall_t __initcall7_start[];
720 extern initcall_t __initcall_end[];
721
722 static initcall_t *initcall_levels[] __initdata = {
723 __initcall0_start,
724 __initcall1_start,
725 __initcall2_start,
726 __initcall3_start,
727 __initcall4_start,
728 __initcall5_start,
729 __initcall6_start,
730 __initcall7_start,
731 __initcall_end,
732 };
733
734 /* Keep these in sync with initcalls in include/linux/init.h */
735 static char *initcall_level_names[] __initdata = {
736 "early",
737 "core",
738 "postcore",
739 "arch",
740 "subsys",
741 "fs",
742 "device",
743 "late",
744 };
745
746 static void __init do_initcall_level(int level)
747 {
748 extern const struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];
749 initcall_t *fn;
750
751 strcpy(static_command_line, saved_command_line);
752 parse_args(initcall_level_names[level],
753 static_command_line, __start___param,
754 __stop___param - __start___param,
755 level, level,
756 &repair_env_string);
757
758 for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++)
759 do_one_initcall(*fn);
760 }
761
762 static void __init do_initcalls(void)
763 {
764 int level;
765
766 for (level = 0; level < ARRAY_SIZE(initcall_levels) - 1; level++)
767 do_initcall_level(level);
768 }
如您所见，do_initcall 只是迭代所有 initcall 级别，并为每个调用 do_one_initcall 的每个级别的条目调用 do_initcall_level。
我们还要注意内核在执行后会丢弃所有__init 函数。因此它们不会在内核加载后发生在内存中。
就是这样。
【讨论】：
@Ilya 反响很好。我将添加三项：
-
__initcall条目可以在__initcall_start和__initcall_end之间的System.map中看到。每个级别还有一个__initcall[0-7]_start。这是 futex.c 的初始化示例：core_initcall(futex_init)和 System.map 条目：ffffffff82abf83c t __initcall_futex_init1 -
内置模块不需要明确的
LEVEL_initcall源定义。它们会在链接期间自动添加到符号表中。请参阅.config了解内置模块。请参阅CONFIG_SERIAL_8250=y、serial/8250代码和 System.map 条目：ffffffff82ac0020 t __initcall_serial8250_init6 -
调用不存在设备的
__initcall，但将失败并显示ENODEV状态。do_one_initcall函数不检查状态。如果这是一个关键子系统，它负责通过紧急情况停止引导过程。
【讨论】：