解密module_init幕后的故事

本帖最后由 Dolphin 于 2010-8-19 14:34 编辑

在Linux底下写过driver模块的对这个宏一定不会陌生。module_init宏在MODULE宏有没有定义的情况下展开的内容是不同的，如果这个宏没有定义，基本上表明阁下的模块是要编译进内核的(obj-y)。
1.在MODULE没有定义这种情况下，module_init定义如下：

#define module_init(x)        __initcall(x);
因为
#define __initcall(fn)                               device_initcall(fn)
#define device_initcall(fn)                __define_initcall("6",fn,6)
#define __define_initcall(level,fn,id) \
        static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
        __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn

所以，module_init(x)最终展开为：
static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
        __attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn

更直白点，假设阁下driver所对应的模块的初始化函数为int gpio_init(void)，那么module_init(gpio_init)实际上等于:
static initcall_t  __initcall_gpio_init_6 __used __attribute__((__section__(".initcall6.init"))) = gpio_init;
就是声明一类型为initcall_t（typedef int (*initcall_t)(void)）函数指针类型的变量__initcall_gpio_init_6并将gpio_init赋值与它。
这里的函数指针变量声明比较特殊的地方在于，将这个变量放在了一名为".initcall6.init"节中。接下来结合vmlinux.lds中的
.initcall.init : AT(ADDR(.initcall.init) - (0xc0000000 -0x00000000)) {
  __initcall_start = .;
  *(.initcallearly.init) __early_initcall_end = .; *(.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 = .;
  }
以及do_initcalls：
static void __init do_initcalls(void)
{
        initcall_t *call;

        for (call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++)
                do_one_initcall(*call);

        /* Make sure there is no pending stuff from the initcall sequence */
        flush_scheduled_work();
}
那么就不难理解阁下模块中的module_init中的初始化函数何时被调用了：在系统启动过程中start_kernel()->rest_init()->kernel_init()->do_basic_setup()->do_initcalls()。

本帖最后由 Dolphin 于 2010-7-20 17:14 编辑

2.在MODULE被定义的情况下（大部分可动态加载的driver模块都属于此, obj-m），module_init定义如下：

#define module_init(initfn)                                        \
        static inline initcall_t __inittest(void)                \
        { return initfn; }                                        \
        int init_module(void) __attribute__((alias(#initfn)));

这段宏定义关键点是后面一句，通过alias将initfn变名为init_module。前面那个__inittest的定义其实是种技巧，用来对initfn进行某种静态的类型检查，如果阁下将模块初始化函数定义成，比如，void gpio_init(void)或者是int gpio_init(int)，那么在编译时都会有类似下面的warning:
GPIO/fsl-gpio.c: In function '__inittest':
GPIO/fsl-gpio.c:46: warning: return from incompatible pointer type

通过module_init将模块初始化函数统一别名为init_module，这样以后insmod时候，在系统内部会调用sys_init_module（）去找到init_module函数的入口地址。

如果objdump -t gpio.ko，就会发现init_module和gpio_init位于相同的地址偏移处。简言之，这种情况下模块的初始化函数在insmod时候被调用。

因为LDD3成书的时候已经比较早了，但是内核的变化非常快，
书本是赶不上代码的。

sys_init_module已经变成了一个系统调用，而且是是用宏定义的，
你可以看这个几个文件

include/linux/syscalls.h
kernel/module.c

它的定义是

2611SYSCALL_DEFINE3(init_module, void __user *, umod,
2612                unsigned long, len, const char __user *, uargs)