内核启动组件式初始化

Linux内核源码中多处会看到诸如__init,__initdata,__exitdata的关键字，

大部分这样的关键字定义在include/linux/init.h头文件中,它们都会在编译连接阶段被实现处理。

#define __init __section(.init.text) __cold notrace __init标记的数据被存储在.init.text节

#define __initdata __section(.init.data) __initdata标记的数据被存储在.init.data节

#define __initconst __section(.init.rodata) __initconst标记的数据被存储在.init.rodata节

#define __exitdata __section(.exit.data) __exitdata标记的数据被存储在.exit.data节

#define __exit_call __used __section(.exitcall.exit) __exit__call__used标记的数据被存储在.exitcall.exit节我们也经常看到许多诸如subsystem_initcall(fn)的语句，fn为某个函数的名称，也可以在init.h中找到它的踪影。#define __define_initcall(level,fn,id) \

static initcall_t __initcall_##fn##id __used \

__attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn

#define early_initcall(fn) __define_initcall("early",fn,early)

#define pure_initcall(fn) __define_initcall("0",fn,0)

#define core_initcall(fn) __define_initcall("1",fn,1)

#define subsys_initcall(fn) __define_initcall("4",fn,4)

#define core_initcall_sync(fn) __define_initcall("1s",fn,1s)

......

#define late_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)

#define __initcall(fn) device_initcall(fn)

#define __exitcall(fn) \

static exitcall_t __exitcall_##fn __exit_call = fn

可以看出每个与__define_initcall相关的注册函数都被解释为:

static initcall_t __initcall_fn_id, 入口地址将被存储在.initcall"level".init节中。

我们常在Linux模块中用到的module_init和module_exit的真身也可以看到：#define module_init(x) __initcall(x);

#define module_exit(x) __exitcall(x);

init.h中还有一些代码设计boot与kernel的参数交换例如：

#define __setup_param(str, unique_id, fn, early) \ static const char __setup_str_##unique_id[] __initconst \ __aligned(1) = str; \

static struct obs_kernel_param __setup_##unique_id \

__used __section(.init.setup) \

__attribute__((aligned((sizeof(long))))) \

= { __setup_str_##unique_id, fn, early }

#define __setup(str, fn) \

__setup_param(str, fn, fn, 0)

/* NOTE: fn is as per module_param, not __setup! Emits warning if fn * returns non-zero. */

#define early_param(str, fn) \

__setup_param(str, fn, fn, 1)

/* Relies on boot_command_line being set */

void __init parse_early_param(void);

void __init parse_early_options(char *cmdline);

我们经常用到的early_param,__setup用于处理boot传递过来的参数

内核启动后进入组件式初始化的过程如下图所示：

组件的初始化有以下三类：

1.来着bootloader传递的参数，使用do_early_param函数从__setup_start~__setup_end区间搜索完成。

2.中断和时钟的初始化

3.普通的初始化函数，这些主要是通过do_initcalls()函数完成的。

第一类初始化中，bootloader传递给kernel的参数格式为A=B，内核通过__setup和early_param标记来识别参数对应的函数。相当于我们所说的绑定。

#define __setup(str,fn) __setup_param(str,fn,fn,0)

#define early_param(str,fn) __setup_param(str,fn,fn,1)

两者的差别就在最后一个参数,__setup_param内容如下：

#define __setup_param(str,unique_id,fn,early)

static char __setup_str_##unique_id[]__initdata_aligned[1]=str;\

static struct obs_kernel_param __setup_##unique_id \ //实例名称

__used_section(.init.setup)\ //存放到.init.setup节

__attribute__((aligned((sizeof(long)))) \ //对其要求

={__setup_str_##unique_id, fn, early}

可以看出查遍就在obs_kernel_param数据结构的early成员是否置1。

再看一下obs_kernel_param的细节：

struct obs_kernel_param{

const char *str;

int (*setup_func)(char *);//slot用于绑定对应的函数

int early;//执行优先级的标记

}

可见被early_param修饰的函数要先于被__setup标记修饰的函数，

以下是两种函数的调用过程：

对以early_param修饰的函数，是由do_early_param(...)

一般的函数若要在内核启动时背do_early_param调用，需使用early_param(...)"注册“

一个典型的例子是：

调试信息的的显示：

在linux_cmdline中如果加入了debug那么内核启动的信息将逐一打印出来，具体实现是这样的：static int __init debug_kernel(char *str)

{

console_loglevel = 10;

return 0;

}

early_param("debug",debug_kernel);

于是，debug_kernel的入口地址在链接时被”挂“到了.init.setup节，供do_early_param调用。

对于__setup，使用__setup标记挂到.init.setup中的许多选项如今很少使用，除了__setup("init=",init_setup);