关于__setup 在内核中的作用

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关于__setup 在内核中的作用

问题::

比如在printk.c有这样一句
__setup("console=",console_setup);
还有，在main.c中
__setup("root=",root_dev_setup);
人家的精彩回答:

你的这个问题,我从google上查找到了一些资料,再结合内核源代码,就在这里把这个问题说的清楚一点.
首先,这里有一个简短的回答,


从这上面的意思是这里会从main.c 中的checksetup函数中运行,这个函数是这样的

static int __init checksetup(char *line)
{
struct kernel_param *p;

p = &__setup_start;
do {
int n = strlen(p->str);
if (!strncmp(line,p->str,n)) {
if (p->setup_func(line+n))
return 1;
}
p++;
} while (p < &__setup_end);
return 0;
}



这里的意思是从__setup_start开始处到__setup_end处中查找一个数据结构,这个数据结构中有str与setup_func这两个数据成员变量.
只要与这里面的str与输入的参数字符串相匹配,就会调用个这个字符串后面所指的内容,
对于你这里所说的 __setup("console=",console_setup); 就是你在启动linux内核的时候如果有这么一个参数输入console=ttyS1,那内核就会
把默认的tty定位为ttyS1,这个在consol_setup函数的字符串处理中完成,因为它最后是确定prefered_console的参数.


那把这在这里实现这个的内容是这样的,

__setup() 是一个宏定义,在include/linux/init.h这个文件中.
struct kernel_param {
const char *str;
int (*setup_func)(char *);
};

extern struct kernel_param __setup_start, __setup_end;

#define __setup(str, fn) \
static char __setup_str_##fn[] __initdata = str; \
static struct kernel_param __setup_##fn __attribute__((unused)) __initsetup = { __setup_str_##fn, fn }

在这个情景中作了替换是这样的

static char __setup_str_console_setup[] = "console=";
static struct kernel_param __setup_console_setup = { __setup_str_console_setup, console_setup}



这样你还可能不是很清楚,那你就要参考arch/i386/vmlinuz.lds这个关于ld 链接器的脚本文件有这样的一段

__setup_start = .;
.setup.init : { *(.setup.init) }
__setup_end = .;


这里的意思就是__setup_start是一个节的开始,而__setup_end是一个节的结束,这个节的名称是.setup,init,
这个你可以用readelf -a这个来看一下你的vmlinux-2.4.20-8(后面的数字与你的内核版本有关)这个文件,
可以看到有一个叫.setup.init的节,__setup_start就是指这个节的开始,那这个节中有什么内容呢,其实就是一个
数据结构,一个就是str,一个就是setup_func,与我前面的说法相一致,那具体是什么呢,就是一个在.init.data节中存储的
字符串-----__initdata是一个宏,就是(__attribute__ ((__section__ (".data.init")))), 所以你可以.data.init在vmlinux-2.4.20-8中的
在文件中的偏移量与加载的的虚拟地址偏移量相减就可以得到,
举个例子,所有的这些都是用readelf 与od 命令得到的
我现在用的内核版本,它的.setup.init的节在0x26dd60的文件偏移处.
[10] .data.init PROGBITS c0368040 268040 005d18 00 WA 0 0 32
[11] .setup.init PROGBITS c036dd60 26dd60 0001b0 00 WA 0 0 4

再查找console_setup在vmlinux-2.4.20-8所被映射为内存地址,
840: c0355d40 343 FUNC LOCAL DEFAULT 9 console_setup

这就可以知道了它所在的位置,就是0xc0355d40,这就是它的虚拟映射地址

再用下面一条命令
od --address-radix=x -t x4 vmlinux-2.4.20-8 |grep -A 20 26dd60 |head -20 | grep c0355d40
可以得到
26de40 c036943b c0355d10 c0369447 c0355d40

很明显,这个函数的处理字符串在内存中的地址是0xc0369447,与前面得到的.data.init节在内存映射中的位置
0xc0368040相减就是 0x1407,与.data.init在文件中的偏移量0x268040相加就得到0x269447
这样用
od --address-radix=x -a vmlinux-2.4.20-8 |grep -A 2 269440

就可以得到下面的内容,
269440 b l i n k = nul c o n s o l e = nul
269450 r e s e r v e = nul nul nul nul nul nul nul nul
269460 ` dc4 6 @ ` dc4 6 @ c p u f r e q =

"console="这个值果真就在这里.

(注:前面od 的选项 --address-radix= 表示的是显示文件偏移量的格式,默认下是o就是八进制, -t 表示显示文件二进制的形式
默认是o6 就是八进制的6位长,而-a表示显示的是字符串格式.)


这是一点感受,与大家分享,希望大家提出宝贵意见.

//////////////////////补充///////////////////////////

参见include/linux/init.h和vmlinux.lds

1）
所有标识为__init的函数在链接的时候都放在.init.text这个区段内，
在这个区段中，函数的摆放顺序是和链接的顺序有关的，是不确定的。

2）
所有的__init函数在区段.initcall.init中还保存了一份函数指针，
在初始化时内核会通过这些函数指针调用这些__init函数指针，
并在整个初始化完成后，释放整个init区段（包括.init.text，.initcall.init等），

注意，这些函数在内核初始化过程中的调用顺序只和这里的函数指针的顺序有关，
和1）中所述的这些函数本身在.init.text区段中的顺序无关。

在2.4内核中，这些函数指针的顺序也是和链接的顺序有关的，是不确定的。

在2.6内核中，initcall.init区段又分成7个子区段，分别是
.initcall1.init
.initcall2.init
.initcall3.init
.initcall4.init
.initcall5.init
.initcall6.init
.initcall7.init

当需要把函数fn放到.initcall1.init区段时，只要声明
core_initcall(fn);
即可。

其他的各个区段的定义方法分别是：
core_initcall(fn) --->.initcall1.init
postcore_initcall(fn) --->.initcall2.init
arch_initcall(fn) --->.initcall3.init
subsys_initcall(fn) --->.initcall4.init
fs_initcall(fn) --->.initcall5.init
device_initcall(fn) --->.initcall6.init
late_initcall(fn) --->.initcall7.init

而与2.4兼容的initcall(fn)则等价于device_initcall(fn)。

各个子区段之间的顺序是确定的，即先调用.initcall1.init中的函数指针
再调用.initcall2.init中的函数指针，等等。
而在每个子区段中的函数指针的顺序是和链接顺序相关的，是不确定的。

在内核中，不同的init函数被放在不同的子区段中，因此也就决定了它们的调用顺序。
这样也就解决了一些init函数之间必须保证一定的调用顺序的问题。

3）
这些顺序和make dep没有关系。