Linux内核学习笔记：initcall

写过Linux驱动的人都知道module_init宏，因为它声明了一个驱动的入口函数。

除了module_init宏，你会发现在Linux内核中有许多的驱动并没有使用module_init宏来声明入口函数，而是看到了许多诸如以下的声明：

static int __init qcom_iommu_init(void)
{
 int ret;

 ret = platform_driver_register(&qcom_iommu_ctx_driver);
 if (ret)
  return ret;

 ret = platform_driver_register(&qcom_iommu_driver);
 if (ret)
  platform_driver_unregister(&qcom_iommu_ctx_driver);

 return ret;
}
device_initcall(qcom_iommu_init);

static int __init ebsa110_init(void)
{
 arm_pm_idle = ebsa110_idle;
 return platform_add_devices(ebsa110_devices, ARRAY_SIZE(ebsa110_devices));
}

arch_initcall(ebsa110_init);

上述举例的两个驱动入口分别使用了device_initcall()和arch_initcall()来声明驱动入口，这些本质上都是对initcall的调用，module_init也如此。

initcall等级

Linux内核对initcall进行了等级划分，每一种类型的initcall都有对应等级，等级0-7。

路径：include/init/init.h

/* initcalls are now grouped by functionality into separate 
 * subsections. Ordering inside the subsections is determined
 * by link order. 
 * For backwards compatibility, initcall() puts the call in 
 * the device init subsection.
 *
 * The `id' arg to __define_initcall() is needed so that multiple initcalls
 * can point at the same handler without causing duplicate-symbol build errors.
 */

#define __define_initcall(fn, id) \\
 static initcall_t __initcall_##fn##id __used \\
 __attribute__((__section__(".initcall" #id ".init"))) = fn; \\
 LTO_REFERENCE_INITCALL(__initcall_##fn##id)

id越小等级越高，Linux会按照等级由高到低顺序执行：

/*
 * Early initcalls run before initializing SMP.
 *
 * Only for built-in code, not modules.
 */
#define early_initcall(fn)  __define_initcall(fn, early)

/*
 * A "pure" initcall has no dependencies on anything else, and purely
 * initializes variables that couldn't be statically initialized.
 *
 * This only exists for built-in code, not for modules.
 * Keep main.c:initcall_level_names[] in sync.
 */
#define pure_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 0)

#define core_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 1)
#define core_initcall_sync(fn)  __define_initcall(fn, 1s)
#define postcore_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 2s)
#define arch_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 3)
#define arch_initcall_sync(fn)  __define_initcall(fn, 3s)
#define subsys_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 4)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 4s)
#define fs_initcall(fn)   __define_initcall(fn, 5)
#define fs_initcall_sync(fn)  __define_initcall(fn, 5s)
#define rootfs_initcall(fn)  __define_initcall(fn, rootfs)
#define device_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 6)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall(fn, 6s)
#define late_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 7)
#define late_initcall_sync(fn)  __define_initcall(fn, 7s)

#define __initcall(fn) device_initcall(fn)

这么做的目的主要是根据优先级依次对设备进行初始化，例如会先初始化与架构相关的，然后再初始化内核子系统。

Linux对initcall的调用

在Linux启动时，会依次遍历所有等级的initcall，以完成一系列的初始化。

initcall的调用流程：

start_kernel- >
   kernel_init- >
      kernel_init_freeable- >
         do_basic_setup- >
            do_initcalls- >
               do_initcall_level()

在do_initcalls()函数中，会遍历所有等级的initcall，完成初始化。

static void __init do_initcalls(void)
{
 int level;
 size_t len = strlen(saved_command_line) + 1;
 char *command_line;

 command_line = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
 if (!command_line)
  panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\\n", __func__, len);

    //遍历所有等级的initcall，level变量对应等级
 for (level = 0; level < ARRAY_SIZE(initcall_levels) - 1; level++) {
  /* Parser modifies command_line, restore it each time */
  strcpy(command_line, saved_command_line);
  do_initcall_level(level, command_line);//执行该等级下的所有函数
 }

 kfree(command_line);
}

do_initcall_level()会执行对应等级下的所有函数：

static void __init do_initcall_level(int level, char *command_line)
{
 initcall_entry_t *fn;

 parse_args(initcall_level_names[level],
     command_line, __start___param,
     __stop___param - __start___param,
     level, level,
     NULL, ignore_unknown_bootoption);

 trace_initcall_level(initcall_level_names[level]);
 for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++)
  do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
}

module_init等级

module_init宏使用的是device_initcall，等级为6：

#define device_initcall(fn)  __define_initcall(fn, 6)
......
#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
......
#define module_init(x) __initcall(x);

在一些内核驱动中，直接使用了device_initcall()来声明驱动入口，其效果与使用module_init是一样的。