分类: LINUX
2013-05-14 18:10:55
原文地址:(zz)gcc的__attribute__编译属性 作者:myleeming
1. gcc的__attribute__编译属性
要了解Linux Kernel代码的分段信息,需要了解一下gcc的__attribute__的编绎属性,__attribute__主要用于改变所声明或定义的函数或数据的特性,它有很多子项,用于改变作用对象的特性。比如对函数,noline将禁止进行内联扩展、noreturn表示没有返回值、pure表明函数除返回值外,不会通过其它(如全局变量、指针)对函数外部产生任何影响。但这里我们比较感兴趣的是对代码段起作用子项section。
__attribute__的section子项的使用格式为:
__attribute__((section("section_name")))
其作用是将作用的函数或数据放入指定名为"section_name"输入段。
这里还要注意一下两个概念:输入段和输出段
输入段和输出段是相对于要生成最终的elf或binary时的Link过程说的,Link过程的输入大都是由源代码编绎生成的目标文件.o,那么这些.o文件中包含的段相对link过程来说就是输入段,而Link的输出一般是可执行文件elf或库等,这些输出文件中也包含有段,这些输出文件中的段就叫做输出段。输入段和输出段本来没有什么必然的联系,是互相独立,只是在Link过程中,Link程序会根据一定的规则(这些规则其实来源于Link Script),将不同的输入段重新组合到不同的输出段中,即使是段的名字,输入段和输出段可以完全不同。
其用法举例如下:
int
这样定义的变量var将被放入名为.xdata的输入段,(注意:__attribute__这种用法中的括号好像很严格,这里的几个括号好象一个也不能少。)
static int __attribute__((section(".xinit"))) functionA(void)
{
}
这个例子将使函数functionA被放入名叫.xinit的输入段。
需要着重注意的是,__attribute__的section属性只指定对象的输入段,它并不能影响所指定对象最终会放在可执行文件的什么段。
2. Linux Kernel源代码中与段有关的重要宏定义
A. 关于__init、__initdata、__exit、__exitdata及类似的宏
#define __init
#define __initdata
#define __exitdata
#define __exit_call
#define __init_refok
#define __initdata_refok __attribute__ ((__section__ (".data.init.refok")))
#define __exit_refok noinline __attribute__ ((__section__ (".exit.text.refok")))
.........
#ifdef MODULE
#define __exit
#else
#define __exit __attribute_used__ __attribute__ ((__section__ (".exit.text"))) __cold
#endif
__init 宏最常用的地方是驱动模块初始化函数的定义处,其目的是将驱动模块的初始化函数放入名叫.init.text的输入段。对于__initdata来说,用于数据定义,目的是将数据放入名叫.init.data的输入段。其它几个宏也类似。另外需要注意的是,在以上定意中,用__section__代替了section。还有其它一些类似的宏定义,这里不一一列出,其作用都是类似的。
B. 关于initcall的一些宏定义
在该文件中,下面这条宏定议更为重要,它是一条可扩展的宏:
#define
这条宏带有3个参数:level,fn, id,分析该宏可以看出:
1.其用来定义类型为initcall_t的static函数指针,函数指针的名称由参数fn和id决定:__initcall_##fn##id,这就是函数指针的名称,它其实是一个变量名称。从该名称的定义方法我们其学到了宏定义的一种高级用法,即利用宏的参数产生名称,这要借助于"##"这一符号组合的作用。
2.
3. 这一定义的函数指针变量的初始值是什么叫,其实就是宏参数fn,实际使用中,fn其实就是真实定义好的函数。
该宏定义并不直接使用,请看接下来的这些宏定义:
#define pure_initcall(fn)
#define core_initcall(fn)
#define core_initcall_sync(fn)
#define postcore_initcall(fn)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#define arch_initcall(fn)
#define arch_initcall_sync(fn)
#define subsys_initcall(fn)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#define fs_initcall(fn)
#define fs_initcall_sync(fn)
#define rootfs_initcall(fn)
#define device_initcall(fn)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define late_initcall(fn)
#define late_initcall_sync(fn)
这些宏定义出来是为了方便的使用__define_initcall宏定义的,上面每条宏第一次使用时都会产生一个新的输入段。
接下来还有一条
#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
这一条其实只是定义了另一个别名,即平常使用的__initcall其实就是这儿的device_initcall,用它定义的函数指定位于段.initcall6.init中。
C. __setup宏的来源及使用
__setup这条宏在Linux Kernel中使用最多的地方就是定义处理Kernel启动参数的函数及数据结构,请看下面的宏定义:
#define __setup_param(str, unique_id, fn, early)
#define __setup(str, fn)
使用Kernel中的例子分析一下这两条定义:
__setup("root=",root_dev_setup);
这条语句出现在init/do_mounts.c中,其作用是处理Kernel启动时的像root=/dev/mtdblock3之类的参数的。
分解一下这条语句,首先变为:
__setup_param("root=",root_dev_setup,root_dev_setup,0);
继续分解,将得到下面这段代吗:
static char __setup_str_root_dev_setup_id[] __initdata __aligned(1) = "root=";
static struct obs_kernel_param __setup_root_dev_setup_id
这段代码定义了两个变量:字符数组变量__setup_str_root_dev_setup_id,其初始化内容为"root=",由于该变量用__initdata修饰,它将被放入.init.data输入段;另一变量是结构变量__setup_root_dev_setup_id,其类型为struct obs_kernel_param, 该变理被放入输入段.init.setup中。结构struct struct obs_kernel_param也在该文件中定义如下:
struct obs_kernel_param {
};
变量__setup_root_dev_setup_id的三个成员分别被初始化为:
__setup_str_root_dev_setup_id --> 前面定义的字符数组变量,初始内容为"root="。
root_dev_setup --> 通过宏传过来的处理函数。
0 -->常量0,该成员的作用以后分析。
现在不难想像内核启动时怎么处理启动参数的了:通过__setup宏定义obs_kernel_param结构变量都被放入.init.setup段中,这样一来实际是使.init.setup段变成一张表,Kernel在处理每一个启动参数时,都会来查找这张表,与每一个数据项中的成员str进行比较,如果完全相同,就会调用该数据项的函数指针成员setup_func所指向的函数(该函数是在使用__setup宏定义该变量时传入的函数参数),并将启动参数如root=后面的内容传给该处理函数。