几种 XXX_initcall 宏研究.doc

引言

今天阅读启动相关代码(bootinfo.c)， 看到了一个函数：

232 core_initcall(bootinfo_init);

不由想起前两天看到的： 607 subsys_initcall(gpiolib_debugfs_init)

 

结合平时我们使用的：4549 module_init(pxa3xx_nand_init);

（built-in时对应：249 #define module_init(x)  __initcall(x);）

 

虽然大体知道他们的意思以及运行顺序，但还是打算稍微深入了解一下。于是开始跟踪代码。

从 do_initcalls 开始

还记得启动过程会调用一个函数：do_initcalls 以处理 initcalls, 于是以此为出发点，先看一下该函数本身：

664 static void __init do_initcalls(void)

665 {

666         initcall_t *call;

667         int count = preempt_count();

668 

669         for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {

673                 unsigned long j, j0 = 0;        

674                 char *msg = NULL;

675                 char msgbuf[40];

676                 int result;

677 

678                 if (initcall_debug) {

686                         j0 = jiffies;

687                 }

688 

689                 result = (*call)();

690 

691                 if (initcall_debug) {

692                         j = jiffies - j0;

705                         if (j > 1) {

706                                 printk("initcall 0x%p ran for %d msecs: ",

707                                         *call, jiffies_to_msecs(j));

708                                 print_fn_descriptor_symbol("%s()/n",

709                                         (unsigned long) *call);

710                         }

711                 }

712 

713                 if (result && result != -ENODEV && initcall_debug) {

714                         sprintf(msgbuf, "error code %d", result);

715                         msg = msgbuf;

716                 }

717                 if (preempt_count() != count) {

718                         msg = "preemption imbalance";

719                         preempt_count() = count;

720                 }

721                 if (irqs_disabled()) {

722                         msg = "disabled interrupts";

723                         local_irq_enable();

724                 }

725                 if (msg) {

726                         printk(KERN_WARNING "initcall at 0x%p", *call);

727                         print_fn_descriptor_symbol(": %s()",

728                                         (unsigned long) *call);

729                         printk(": returned with %s/n", msg);

730                 }

731         }

732 

733         /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */

734         flush_scheduled_work();

735 }

可以看到， 该函数其实就是按照一个初始函数列表去调用一个一个的函数。

一个有价值的信息时我们可以通过启动参数 initcall_debug=1 来让内核打印出这些函数的相关（时间、顺序等）， 这对启动优化特别有帮助。

 

再看看do_initcalls 是何时被调用的：

744 static void __init do_basic_setup(void)

745 {

746         /* drivers will send hotplug events */

747         init_workqueues();

748         usermodehelper_init();

749         driver_init();

750         init_irq_proc();

751         do_initcalls();

752 }

821 static int __init kernel_init(void * unused)

822 {

823         lock_kernel();

824         /*

825          * init can run on any cpu.

826          */

827         set_cpus_allowed(current, CPU_MASK_ALL);

828         /*

829          * Tell the world that we're going to be the grim

830          * reaper of innocent orphaned children.

831          *

832          * We don't want people to have to make incorrect

833          * assumptions about where in the task array this

834          * can be found.

835          */

836         init_pid_ns.child_reaper = current;

837 

838         cad_pid = task_pid(current);

839 

840         smp_prepare_cpus(setup_max_cpus);

841 

842         do_pre_smp_initcalls();

843 

844         smp_init();

845         sched_init_smp();

846 

847         cpuset_init_smp();

848 

849         do_basic_setup();

850 

851         /*

852          * check if there is an early userspace init.  If yes, let it do all

853          * the work

854          */

855 

856         if (!ramdisk_execute_command)

857                 ramdisk_execute_command = "/init";

858 

859         if (sys_access((const char __user *) ramdisk_execute_command, 0) != 0) {

860                 ramdisk_execute_command = NULL;

861                 prepare_namespace();

862         }

863 

864         /*

865          * Ok, we have completed the initial bootup, and

866          * we're essentially up and running. Get rid of the

867          * initmem segments and start the user-mode stuff..

868          */

869         init_post();

870         return 0;

871 }

kernel_init 乃是 1号进程 init 的执行函数，可见do_initcalls是在系统运行到 init 进程后在即将进入用户空间前调用的。

 

再看看 初始函数列表 __initcall_start 是如何生成的， 搜索一下， 发现： 链接文件：arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S 中有：

51                 __initcall_start = .;

 52                         INITCALLS

 53                 __initcall_end = .;

其中：INITCALLS 定义如下：

328 #define INITCALLS                                                       /

329         *(.initcall0.init)                                              /

330         *(.initcall0s.init)                                             /

331         *(.initcall1.init)                                              /

332         *(.initcall1s.init)                                             /

333         *(.initcall2.init)                                              /

334         *(.initcall2s.init)                                             /

335         *(.initcall3.init)                                              /

336         *(.initcall3s.init)                                             /

337         *(.initcall4.init)                                              /

338         *(.initcall4s.init)                                             /

339         *(.initcall5.init)                                              /

340         *(.initcall5s.init)                                             /

341         *(.initcallrootfs.init)                                         /

342         *(.initcall6.init)                                              /

343         *(.initcall6s.init)                                             /

344         *(.initcall7.init)                                              /

345         *(.initcall7s.init)

原来在这些段里面定义的函数会被 do_initcalls 调用。由于这些段名似乎是合成的， 我们直接 freetext 查找可能不行，我们再从前面说到的 XXX_initcall 宏的定义那边去跟踪，希望能够衔接到一起。

看看宏的定义

我们看一下各种 XXX_initcall 宏的定义：

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

177 

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

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

180 #define postcore_initcall(fn)           __define_initcall("2",fn,2)

181 #define postcore_initcall_sync(fn)      __define_initcall("2s",fn,2s)

182 #define arch_initcall(fn)               __define_initcall("3",fn,3)

183 #define arch_initcall_sync(fn)          __define_initcall("3s",fn,3s)

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

185 #define subsys_initcall_sync(fn)        __define_initcall("4s",fn,4s)

186 #define fs_initcall(fn)                 __define_initcall("5",fn,5)

187 #define fs_initcall_sync(fn)            __define_initcall("5s",fn,5s)

188 #define rootfs_initcall(fn)             __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)

189 #define device_initcall(fn)             __define_initcall("6",fn,6)

190 #define device_initcall_sync(fn)        __define_initcall("6s",fn,6s)

191 #define late_initcall(fn)               __define_initcall("7",fn,7)

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

193 

194 #define __initcall(fn) device_initcall(fn)

 

再看一下 __define_initcall 的定义：

166 #define __define_initcall(level,fn,id) /

167         static initcall_t __initcall_##fn##id __used /

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

这样， 两边就衔接起来了： 原来所有的 XXX_initcall 宏所定义的函数都会放到同一个初始化函数列表中，只是不同的宏定义的函数会被放到不同的位置，数字小的会被先调用。

 

对于普通驱动，我们大多会使用  __initcall 或者 device_initcall宏， 那么使用同样宏的函数的调用顺序如何呢？ 这取决与他们的链接顺序，我们可以到 System.map 文件去查看链接后的结果，比如, 可以看到：

__initcall_pxafb_init6 排在 __initcall_tty_init6 前面。

 

由于编译顺序在改变了文件名、目录名甚至配置文件后都可能变，所以我们应该尽量不要在同类的XXX_initcall 宏之间产生依赖关系。 实在需要，可以考虑使用 _sync 版本。