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转自： https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAwMDUwNDgxOA==&mid=2652663356&idx=1&sn=779762953029c0e0946c22ef2bb0b754&chksm=810f28a1b678a1b747520ba3ee47c9ed2e8ccb89ac27075e2d069237c13974aa43537bff4fba&mpshare=1&scene=1&srcid=0111Ys4k5rkBto22dLokVT5A&pass_ticket=bGNWMdGEbb0307Tm%2Ba%2FzAKZjWKsImCYqUlDUYPZYkLgU061qPsHFESXlJj%2Fyx3VM#rd 原创 2018-01-11 廖威雄 Linuxer本文详细讲解了利用__attribute__((section()))构建初始化函数表，以及Linux内核各级初始化的原理。
作者简介： 廖威雄，2016年本科毕业于暨南大学，目前就职于珠海全志科技股份有限公司从事linux嵌入式系统(Tina Linux)的开发，主要负责文件系统和存储的开发和维护，兼顾linux测试系统的设计和持续集成的维护。 拆书帮珠海百岛分舵的组织长老，二级拆书家，热爱学习，热爱分享。 欢迎投稿： 2018年给Linuxer投稿原创Linux技术文章，一经录取，赠送人民邮电出版社任意在售图书，获得读者红包打赏，和公众号站长宋宝华200元微信红包。 Linuxer-"Linux开发者自己的媒体"第五月稿件和赠书名单
欢迎关注Linuxer 问题导入 传统的应用编写时，每添加一个模块，都需要在main中添加新模块的初始化
使用__attribute__((section()))构建初始化函数表后，由模块告知main：“我要初始化“，添加新模块再也不需要在main代码中显式调用模块初始化接口。 以此实现main与模块之间的隔离，main不再关心有什么模块，模块的删减也不需要修改main。 那么，如何实现这个功能呢？如何实现DECLARE_INIT呢？联想到内核驱动，所有内核驱动的初始化函数表在哪里？为什么添加一个内核驱动不需要修改初始化函数表？ 下文会从 构建初始化函数表的原理分析、分析内核module_init实现、演练练习 的3个角度给小伙伴分享。 构建初始化函数表的原理分析 __attribute__((section(”name“)))是gcc编译器支持的一个编译特性（arm编译器也支持此特性），实现在编译时把某个函数/数据放到name的数据段中。因此实现原理就很简单了： 1.模块通过__attribute__((section("name")))的实现，在编译时把初始化的接口放到name数据段中 2.main在执行初始化时并不需要知道有什么模块需要初始化，只需要把name数据段中的所有初始化接口执行一遍即可 首先： gcc -c test.c -o test.o 此时编译过程中处理了__atribute__((section(XXX)))，把标记的变量/函数放到了test.o的XXX的数据段，可用 readelf命令查询。 最后：ld -T test.o -otest.bin 链接时，test.o的XXX数据段（输入段），最终保存在test.bin的XXX数据段（输出段），如此在bin中构建了初始化函数表。 由于自定义了一个数据段，而默认链接脚本缺少自定义的数据段的声明，因此并不能使用默认的链接脚本。 ld链接命令有两个关键的选项： ld -T ：指定链接时的链接脚本 ld --verbose：打印出默认的链接脚本 在我们下文的演练中，我们首先通过”ld --verbose”获取默认链接脚本，然后修改链接脚本，添加自定义的段，最后在链接应用时通过“-T” 指定我们修改后的链接脚本。 下文，我们首先分析内核module_init的实现，最后进行应用程序的演练练习。 分析内核module_init实现 内核驱动的初始化函数表在哪里？为什么添加一个内核驱动不需要修改初始化函数表？为什么所有驱动都需要module_init？ 1.module_init的定义 module_init定义在。代码如下： 代码中使用的“_section_”，是一层层的宏，为了简化，把其等效理解为“section”。 分析上述代码，我们发现module_init由__attribute__((section(“name”)))实现，把初始化函数地址保存到名为".initcall6.init" 的数据段中。 2.链接内核使用自定义的链接脚本 我们看到内核目录最上层的Makefile，存在如下代码： # Rule to link vmlinux - also used during CONFIG_KALLSYMS # May be overridden by arch/$(ARCH)/Makefile quiet_cmd_vmlinux__ ?= LD $@ cmd_vmlinux__ ?= $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_vmlinux) -o $@ \ -T $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) \ --start-group $(vmlinux-main) --end-group \ $(filter-out $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) vmlinux.o FORCE ,$^) 本文的关注点在于：-T $(vmlinux-lds)，通过“ld -T ”使用了定制的链接脚本。定制的链接脚本在哪里呢？在Makefile存在如下代码： vmlinux-lds := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds 我们以”ARCH=arm“ 为例，查看链接脚本：arch/arm/kernel/vmlinux.lds： 在上述代码中，我们聚焦于两个地方： __initcall6_start = .; ： 由__initcall6_start指向当前地址 *(.initcall6.init) ： 所有.o文件的.initcall6.init数据段放到当前位置 如此，“__initcall6_start”指向“.initcall6.init”数据段的开始地址，在应用代码中就可通过“__initcall6_start”访问数据段“.initcall6.init”。 是不是如此呢？我们再聚焦到文件中。 “.initcall.init”数据段的使用 在中，有如下代码： static initcall_t *initcall_levels[] __initdata = { __initcall0_start, __initcall1_start, __initcall2_start, __initcall3_start, __initcall4_start, __initcall5_start, __initcall6_start, __initcall7_start, __initcall_end, }; ...... int __init_or_module do_one_initcall(initcall_t fn) { ...... if (initcall_debug) ret = do_one_initcall_debug(fn); else ret = fn(); ...... } ...... static void __init do_initcall_level(int level) { ...... for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++) do_one_initcall(*fn); } 按0-7的初始化级别，依次调用各个级别的初始化函数表，而驱动module_init的初始化级别为6。在“for (fn = initcall_levels[level]; fn |
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