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Linux驅動先注冊總線，總線上可以先掛device，也可以先掛driver，那么究竟怎么控制先后的順序呢。

Linux系統使用兩種方式去加載系統中的模塊：動態和靜態。

靜態加載：將所有模塊的程序編譯到Linux內核中，由do_initcall函數加載

核心進程（/init/main.c）kernel_inità do_basic_setup()àdo_initcalls（）該函數中會將在__initcall_start和__initcall_end之間定 義的各個模塊依次加載。那么在__initcall_start 和 __initcall_end之間都有些什么呢？

找到/arch/powerpc/kernel/vmlinux.lds文件，找到.initcall.init段：

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.initcall.init : {

? __initcall_start = .;

? *(.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)

? __initcall_end = .;

? }

?

可以看出在這兩個宏之間依次排列了14個等級的宏，由于這其中的宏是按先后順序鏈接的，所以也就表示，這14個宏有優先級：0>1>1s>2>2s………>7>7s。

那么這些宏有什么具體的意義呢，這就要看/include/linux/init.h文件：

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#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)????????????? __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",fn,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_initcall(fn)???????? __define_initcall("7",fn,7)

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

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??? 這里就定義了具體的宏，我們平時用的module_init在靜態編譯時就相當于device_initcall。舉個例子，在2.6.24的內核 中：gianfar_device使用的是arch_initcall，而gianfar_driver使用的是module_init，因為 arch_initcall的優先級大于module_init，所以gianfar設備驅動的device先于driver在總線上添加。

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系統初始化函數集(subsys_initcall)和初始化段應用

前言：前段時間做一個項目需要設計一個動態庫，并希望在加載庫的同時自動執行一些初始化動作，于是聯想到了linux內核眾子系統的初始化，于是研 究之，并在過這程中發現了初始化段的存在，利用初始化段實現了該功能。工作一年，筆記積累多了，慢慢變得雜亂無章，于是開博，一方面整理筆記，梳理知識， 另一方面和大家交流，共同進步。

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keyword：subsys_initcall, init, init_call

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1 系統初始化調用函數集分析(靜態)

1.1 函數定義

?在linux內核代碼里，運用了subsys_initcall來進行各種子系統的初始化，具體怎么初始化的呢？其實并不復雜。以2.6.29內核作為例子。在<include/linux/init.h>下就能找到subsys_initcall的定義：

#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)????? __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",fn,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_initcall(fn)?????????????? __define_initcall("7",fn,7)

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

?

而__define_initcall又被定義為

#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 它將被鏈接器放于section? .initcall4.init 中。（attribute將會在另一篇文章中介紹）

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1.2 初始化函數集的調用過程執行過程：

start_kernel->rest_init

系統在啟動后在rest_init中會創建init內核線程

init->do_basic_setup->do_initcalls

do_initcalls中會把.initcall.init.中的函數依次執行一遍:

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

.??? .....

result = (*call)();

.??? ........

}

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這個__initcall_start是在文件<arch/xxx/kernel/vmlinux.lds.S>定義的:

?.initcall.init : AT(ADDR(.initcall.init) - LOAD_OFFSET) {

?? __initcall_start = .;

?? INITCALLS

?? __initcall_end = .;

? }

?

INITCALLS被定義于<asm-generic/vmlinux.lds.h>:

#define INITCALLS?????? \

?? *(.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)

?

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2 基于模塊方式的初始化函數(動態)

2.1函數定義subsys_initcall的靜態調用方式應該講清楚來龍去脈了,現在看看動態方式的初始化函數調用(模塊方式)。 在<include/linux/init.h>里，如果MODULE宏被定義，說明該函數將被編譯進模塊里，在系統啟動后以模塊方式被調 用。

#define core_initcall(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)

這是在定義MODULE的情況下對subsys_initcall的定義,就是說對于驅動模塊,使用subsys_initcall等價于使用module_init

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2.2 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)? \ /*定義此函數用來檢測傳入函數的類型,并在編譯時提供警告信息*/

?{ return initfn; }???? \

?int init_module(void) __attribute__((alias(#initfn))); /*聲明init_modlue為 initfn的別名,insmod只查找名字為init_module函數并調用*/

?

typedef int (*initcall_t)(void); /*函數類型定義*/

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在以模塊方式編譯一個模塊的時候，會自動生成一個xxx.mod.c文件， 在該文件里面定義一個struct module變量，并把init函數設置為上面的init_module() 而上面的這個init_module，被alias成模塊的初始化函數(參考<gcc關鍵字:__attribute__, alias, visibility, hidden>)。

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也就是說，模塊裝載的時候(insmod，modprobe)，sys_init_module()系統調用會調用module_init指定的函數（對于編譯成>模塊的情況）。

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2.3 module的自動加載內核在啟動時已經檢測到了系統的硬件設備，并把硬件設備信息通過sysfs內核虛擬文件系統導出。sysfs文件系統由系統初始化腳本掛載到/sys上。udev掃描sysfs文件系統，根據硬件設備信息生成熱插拔（hotplug）事件，udev再讀取這些事件，生成對應的硬件設備文件。由于沒有實際的硬件插拔動作，所以這一過程被稱為coldplug。

udev完成coldplug操作，需要下面三個程序：

udevtrigger——掃描sysfs文件系統，生成相應的硬件設備hotplug事件。

udevd——作為deamon，記錄hotplug事件，然后排隊后再發送給udev，避免事件沖突（race conditions）。

udevsettle——查看udev事件隊列，等隊列內事件全部處理完畢才退出。

要規定事件怎樣處理就要編寫規則文件了.規則文件是udev的靈魂，沒有規則文件，udev無法自動加載硬件設備的驅動模塊。它一般位于<etc/udev/rules.d>

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3初始化段的應用這里給出一個簡單的初始化段的使用例子，將a.c編譯成一個動態庫，其中，函數a（）和函數c（）放在兩個不同的初始化段里，函數b（）默認放置；編譯main.c，鏈接到由a.c編譯成的動態庫，觀察各函數的執行順序。

# cat a.c #include <stdio.h>

typedef int (*fn) (void);

int a(void)

{

??? printf("a\n");

??? return 0;

}

__attribute__((__section__(".init_array.2"))) static fn init_a = a;

int c(void)

{

??? printf("c\n");

??? return 0;

}

__attribute__((__section__(".init_array.1"))) static fn init_c = c;

?

int b()

{

??? printf("b\n");

??? return 0;

}

?

# cat main.c

#include<stdio.h>

int b();

int main()

{

??? printf("main\n");

??? b();

}

?

# cat mk.sh

?

gcc -fPIC -g -c a.c

gcc -shared -g -o liba.so a.o

cp liba.so /lib/ -fr

gcc 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

a

c

main

b

?

?

在類unix操作系統中，驅動加載方式一般分為：動態加載和靜態加載，下面分別對其詳細論述。
一、動態加載
動態加載是將驅動模塊加載到內 核中，而不能放入/lib/modules/下。
??? 在2.4內核中，加載驅動命令為：insmod ,刪除模塊為：rmmod；
??? 在2.6以上內核中，除了insmod與rmmod外，加載命令還有modprobe；
??? insmod與modprobe不同之處：
??? insmod 絕對路徑/××.o，而modprobe ××即可，不用加.ko或.o后綴，也不用加路徑；最重要的一點是：modprobe同時會加載當前模塊所依賴的其它模塊；
??? lsmod查看當前加載到內核中的所有驅動模塊，同時提供其它一些信息，比如其它模塊是否在使用另一個模塊。
二、靜態加載
（一）概念
??? 在執行make menuconfig命令進行內核配置裁剪時，在窗口中可以選擇是否編譯入內核，還是放入/lib/modules/下相應內核版本目錄中，還是不選。
（二） 操作步驟
??? linux設備一般分為：字符設備、塊設備和網絡設備，每種設備在內核源代碼目錄樹drivers/下都有對應的目錄，其加載方法類似，以下以字符設備靜 態加載為例，假設驅動程序源代碼名為ledc.c，具體操作步驟如下：
????第一步：將ledc.c源程序放入內核源碼drivers/char/下；
????第二步：修改drivers/char/Config.in文件，具體修改如下：
?? ?? ?? 按照打開文件中的格式添加即可；
?? ?? ?? 在文件的適當位置（這個位置隨便都可以，但這個位置決定其在make menuconfig窗口中所在位置）加入以下任一段代碼：
?? ?? ???
?? ?? ?? tristate 'LedDriver' CONFIG_LEDC
?? ?? ?? if [ "$CONFIG_LEDC" = "y" ];then
?? ?? ?? bool '?? Support for led on h9200 board' CONFIG_LEDC_CONSOLE
?? ?? ?? fi
?? ?? ?? 說明:以上代碼使用tristate來定義一個宏,表示此驅動可以直接編譯至內核（用*選擇）,也可以編制至/lib/modules/下（用M選擇）, 或者不編譯（不選）。

?? ?? ?? bool 'LedDriver' CONFIG_LEDC
?? ?? ?? if [ "$CONFIG_LEDC" = "y" ];then
?? ?? ?? bool '?? Support for led on h9200 board' CONFIG_LEDC_CONSOLE
?? ?? ?? fi
?? ?? ?? 說明:以上代碼使用tristate來定義一個宏,表示此驅動只能直接編譯至內核（用*選擇）或者不編譯（不選），不能編制至/lib/modules/ 下（用M選擇）。
???
????第三步：修改drivers/char/Makefile文件
?? ?? ?? 在適當位置加入下面一行代碼：
?? ?? ?? obj-$(CONFIG_LEDC)?? +=?? ledc.o
?? ?? ?? 或者在obj-y一行中加入ledc.o,如：
?? ?? ?? obj-y += ledc.o mem.o 后面不變；

??? OK，經過以上的設置就可以在執行make menuconfig命令后的窗口中的character devices---> 中進行選擇配置了。選擇后重新編譯就ok了。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux设备和驱动加载的先后顺序的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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