一直以來寫linux驅動，都是按照固定格式，定義一個初始化和退出函數，書上告訴我這兩個函數會被調用，至于為什么會被調用，在哪調用，一直不清楚。

偶然的一個機會，看到blob里面的代碼，里面有一個初始化函數列表。按照一般的編程想法，各部分的初始化函數會在一個固定的函數里調用比如：

void init(void)

{

init_a();

init_b();

}

如果再加入一個初始化函數呢，那么再init_b()后面再加一行：

init_c();

這樣確實能完成我們的功能，但這樣有一定的問題，就是不能獨立的添加初始化函數，每次添加一個新的函數都要修改init函數，blob中的初始化函數就是完全獨立的，只要用一個宏來修飾一下：

void init_a(void)

{

}

__initlist(init_a, 1);

它是通過這個宏來實現初始化函數列表的呢?

先來看__initlist的定義：

#define __init __attribute__((unused, __section__(".initlist")))

#define __initlist(fn, lvl) /

static initlist_t __init_##fn __init = { /

magic: INIT_MAGIC, /

callback: fn, /

level: lvl }

看來就是定義了一個結構體，存了初始化函數的指針，沒什么特別的。請注意：__section__(".initlist")

這個屬性起什么作用呢?它告訴連接器這個變量存放在.initlist區段，如果所有的初始化函數都是用這個宏，那么每個函數會有對應的一個initlist_t結構體變量存放在.initlist區段，也就是說我們可以在.initlist區段找到所有初始化函數的指針。怎么找到.initlist區段的地址呢?

extern u32 __initlist_start;

extern u32 __initlist_end;

這兩個變量起作用了，__initlist_start是.initlist區段的開始，__initlist_end是結束，通過這兩個變量我們就可以訪問到所有的初始化函數了。

這兩個變量在那定義的呢?

在一個連接器腳本文件里

. = ALIGN(4);

.initlist : {

__initlist_start = .;

*(.initlist)

__initlist_end = .;

}

這兩個變量的值正好定義在.initlist區段的開始和結束地址，所以我們能通過這兩個變量訪問到所有的初始化函數。

與此類似，內核中也是用到這種方法，所以我們寫驅動的時候比較獨立，不用我們自己添加代碼在一個固定的地方來調用我們自己的初始化函數和退出函數，連接器已經為我們做好了。當然module_init還有其他的特性，比如：我們的初始化函數在完成初始化后，代碼占用的空間會被釋放，這又是為什么呢?今天晚了，下次再寫。

linux kernel中有很大一部分代碼是設備驅動代碼，這些驅動代碼都有初始化和反初始化函數，這些代碼一般都只執行一次，為了有更有效的利用內存，這些代碼所占用的內存可以釋放出來。

linux就是這樣做的，對只需要初始化運行一次的函數都加上__init屬性。在kernel初始化后期，釋放所有這些函數代碼所占的內存空間。它是怎么做到的呢?看過module_init和module_exit 的人知道，連接器把帶__init屬性的函數放在同一個section里，在用完以后，把整個section釋放掉。

口說無憑，我們看源碼，init/main.c中start_kernel是進入kernel的第一個c函數，在這個函數的最后一行是

rest_init();

static void rest_init(void)

{

kernel_thread(init, NULL, CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGNAL);

unlock_kernel();

cpu_idle();

}

創建了一個內核線程，主函數init，代碼如下：

static int init(void * unused)

{

lock_kernel();

do_basic_setup();

prepare_namespace();

/*

* Ok, we have completed the initial bootup, and

* we're essentially up and running. Get rid of the

* initmem segments and start the user-mode stuff..

*/

free_initmem();

unlock_kernel();

紅色那行代碼就是用來釋放初始化代碼和數據的。

void free_initmem(void)

{

#ifndef CONFIG_XIP_ROM

if (!machine_is_integrator()) {

free_area((unsigned long)(&__init_begin),

(unsigned long)(&__init_end),

"init");

}

#endif

}

接下來就是kernel內存管理的事了。

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在Linux底下寫過driver模塊的對這個宏一定不會陌生。module_init宏在MODULE宏有沒有定義的情況下展開的內容是不同的，如果這個宏沒有定義，基本上表明閣下的模塊是要編譯進內核的(obj-y)。

1.在MODULE沒有定義這種情況下，module_init定義如下：

#define module_init(x) __initcall(x);

因為

#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)最終展開為：

static initcall_t __initcall_##fn##id __used \

__attribute__((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn

更直白點，假設閣下driver所對應的模塊的初始化函數為int gpio_init(void)，那么module_init(gpio_init)實際上等于:

static initcall_t __initcall_gpio_init_6 __used __attribute__((__section__(".initcall6.init"))) = gpio_init;

就是聲明一類型為initcall_t(typedef int (*initcall_t)(void))函數指針類型的變量__initcall_gpio_init_6并將gpio_init賦值與它。

這里的函數指針變量聲明比較特殊的地方在于，將這個變量放在了一名為".initcall6.init"節中。接下來結合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();

}

那么就不難理解閣下模塊中的module_init中的初始化函數何時被調用了：在系統啟動過程中start_kernel()->rest_init()->kernel_init()->do_basic_setup()->do_initcalls()。

2.在MODULE被定義的情況下(大部分可動態加載的driver模塊都屬于此, obj-m)，module_init定義如下：

#define module_init(initfn) \

static inline initcall_t __inittest(void) \

{ return initfn; } \

int init_module(void) __attribute__((alias(#initfn)));

這段宏定義關鍵點是后面一句，通過alias將initfn變名為init_module。前面那個__inittest的定義其實是種技巧，用來對initfn進行某種靜態的類型檢查，如果閣下將模塊初始化函數定義成，比如，void gpio_init(void)或者是int gpio_init(int)，那么在編譯時都會有類似下面的warning:

GPIO/fsl-gpio.c: In function '__inittest':

GPIO/fsl-gpio.c:46: warning: return from incompatible pointer type

通過module_init將模塊初始化函數統一別名為init_module，這樣以后insmod時候，在系統內部會調用sys_init_module()去找到init_module函數的入口地址。

如果objdump -t gpio.ko，就會發現init_module和gpio_init位于相同的地址偏移處。簡言之，這種情況下模塊的初始化函數在insmod時候被調用。