内核中_init,_exit中的作用

本文详细解析了Linux内核中的初始化机制,特别是针对__init、__initdata等属性的作用及其实现方式。介绍了不同初始化阶段的函数如何组织并按顺序执行,以及如何利用特定宏定义实现代码和数据的高效管理。

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   __init, __initdata等属性标志,是要把这种属性的代码放入目标文件的.init.text节,数据放入.init.data节──这一过程是通过编译内核时为相关目标平台提供了xxx.lds链接脚本来指导ld完成的。
    对编译成module的代码和数据来说,当模块加载时,__init属性的函数就被执行;
   对静态编入内核的代码和数据来说,当内核引导时,do_basic_setup()函数调用do_initcalls()函数,后者负责所有.init节函数的执行
    在初始化完成后,用这些关键字标识的函数或数据所占的内存会被释放掉。
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
(参见include/linux/init.h和vmlinux.lds )
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。
 

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

打开Linux Kernel源代码树中的文件:include/init.h,可以看到有下面的宏定议:

#define __init  __attribute__ ((__section__ (".init.text")))  __cold

#define __initdata    __attribute__ (( __section__ (".init.data")))

#define __exitdata   __attribute__ (( __section__ (".exit.data")))

#define __exit_call  __attribute_used__ __attribute__ (( __section__ (".exitcall.exit")))

#define __init_refok  oninline __attribute__ ((__section__ (".text.init.refok")))

#define __initdata_refok __attribute__ ((__section__ (".data.init.refok")))

#define __exit_refok noinline __attribute__ ((__section__ (".exit.text.refok")))

.........

#ifdef MODULE

#define __exit  __attribute__ (( __section__ (".exit.text"))) __cold

#else

#define __exit __attribute_used__ __attribute__ ((__section__ (".exit.text"))) __cold

#endif

对于经常写驱动模块或翻阅Kernel源代码的人,看到熟悉的宏了吧:__init, __initdata, __exit, __exitdata。

__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。当内核启动完毕后,这个段中的内存会被释放掉供其他使用。

__initdata宏用于数据定义,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。

 

模块加载分为动态加载和静态加载。
所谓静态加载就是,开机加载系统时将模块加载上去,这就是编译进内核。
动态加载就是在开机以后将模块加载上去,这就是编译成模块!

 

init_module是默认的模块的入口,如果你想指定其他的函数作为模块的入口就需要
module_init函数来指定,比如
module_init   (your_func);
其中your_func是你编写的一个函数的名称.

 

init_module()是真正的入口,module_init是宏,如果在模块中使用,最终还是要转换到init_module()上。

如果不是在模块中使用,module_init可以说没有什么作用。总之,使用module_init方便代码在模块和非模块间移植。

<think>好的,我需要回答用户关于Linux内核module_initmodule_exit宏的作用,以及vin_hw_drv_init和vin_hw_drv_exit函数用途的问题。首先,我需要回顾一下module_initmodule_exit的基本知识。这两个宏用于指定内核模块的初始化和退出函数。当模块被加载时,module_init指定的函数会被调用,而卸载时module_exit指定的函数会被调用。这有助于资源的管理和初始化的执行。 接下来,用户提到了vin_hw_drv_init和vin_hw_drv_exit这两个函数。根据命名惯例,vin可能代表Video Input,可能与视频输入子系统相关。hw_drv可能指的是硬件驱动。因此,这两个函数可能是视频输入硬件驱动的初始化和退出函数。需要确认这些函数是否在某个特定的驱动代码中被定义,并查看它们的具体实现。例如,vin_hw_drv_init可能负责注册驱动、初始化硬件、分配资源等,而vin_hw_drv_exit则可能负责释放资源、注销驱动等操作。 然后,用户提供的引用中有一些代码片段。引用[1]中的代码展示了platform_driver的注册和注销过程,使用了module_initmodule_exit宏,并调用了platform_driver_register和platform_driver_unregister函数。这可以作为例子来说明module_initmodule_exit的用法。引用[3]提到了i2c驱动相关的结构体和机制,这可能与驱动初始化的其他部分有关联,但暂时不直接相关。引用[4]中的FIFO寄存器操作可能涉及硬件初始化和清理,类似vin_hw_drv_init/exit中的操作。 需要结合这些引用内容,尤其是引用[1]中的platform驱动示例,来解释module_initmodule_exit作用。然后,推测vin_hw_drv_init/exit可能的功能,比如初始化视频输入硬件、注册设备、设置中断、配置寄存器等,而退出函数则进行相反的操作,如释放中断、注销设备、关闭硬件等。此外,可能需要提到这些函数如何被module_initmodule_exit宏包装,从而在模块加载和卸载时自动调用。 还要注意用户之前的问题涉及V4L2相关的内容,而vin可能与视频输入子系统相关,因此vin_hw_drv_init/exit可能属于V4L2框架下的某个驱动模块。需要确保回答中提及可能的框架关联,如V4L2、平台驱动等。 最后,生成相关问题时要围绕驱动初始化和退出机制、模块宏的使用、具体驱动函数的作用等方面展开,帮助用户深入理解。</think>### Linux内核模块初始化的核心机制解析 #### 1. `module_init`/`module_exit` 的核心作用 `module_init` 和 `module_exit` 是Linux内核模块开发中的关键宏定义,其作用如下: | 宏定义 | 作用描述 | 触发场景 | |------------------|--------------------------------------------------------------------------|--------------------| | `module_init(X)` | 标记模块加载时执行的初始化函数(如资源分配、设备注册) | `insmod` 或系统启动时加载驱动 | | `module_exit(Y)` | 标记模块卸载时执行的清理函数(如资源释放、设备注销) | `rmmod` 或系统关闭时卸载驱动 | **代码示例**(引用[1]的初始化逻辑): ```c static int __init platform_drv_init(void) { platform_driver_register(&demo_drv); return 0; } module_init(platform_drv_init); // 标记为模块初始化入口 ``` #### 2. `vin_hw_drv_init`/`vin_hw_drv_exit` 的典型实现 这两个函数通常是 **视频输入(Video Input, VIN)硬件驱动** 的初始化和清理入口,具体功能如下: - **`vin_hw_drv_init` 典型操作** 1. **硬件探测**:通过 `of_device_id` 匹配设备树节点(DTS) 2. **资源分配**:申请内存映射(`ioremap`)、中断(`request_irq`) 3. **注册操作**:向V4L2框架注册设备(`video_register_device`) 4. **初始化寄存器**:配置图像传感器接口(如MIPI CSI-2时序)[^3][^4] - **`vin_hw_drv_exit` 典型操作** 1. **注销设备**:调用 `video_unregister_device` 2. **释放资源**:释放中断(`free_irq`)、解除内存映射(`iounmap`) 3. **关闭硬件**:重置传感器控制引脚(如拉低复位信号) **代码结构示例**(结合引用[1][4]): ```c static int __init vin_hw_drv_init(void) { // 1. 注册平台驱动 platform_driver_register(&vin_driver); // 2. 映射寄存器 vin_base = ioremap(VIN_REG_BASE, VIN_REG_SIZE); // 3. 配置MIPI CSI-2总线(引用[4]的FIFO初始化逻辑) write_reg(vin_base + FIFO_CTRL_REG, 0x00); // 清空FIFO指针 // 4. 注册V4L2设备 video_register_device(&vin_vdev, VFL_TYPE_VIDEO, -1); return 0; } static void __exit vin_hw_drv_exit(void) { video_unregister_device(&vin_vdev); iounmap(vin_base); platform_driver_unregister(&vin_driver); } module_init(vin_hw_drv_init); module_exit(vin_hw_drv_exit); ``` #### 3. 模块初始化与硬件驱动的层级关系 $$ \begin{aligned} &\text{内核模块加载} \xrightarrow{\text{module\_init}} \text{vin\_hw\_drv\_init} \\ &\quad \rightarrow \text{注册平台驱动} \ (\text{platform\_driver\_register}) \quad \text{(引用[1])} \\ &\quad \rightarrow \text{初始化硬件接口} \ (\text{ioremap, 寄存器配置}) \quad \text{(引用[4])} \\ &\quad \rightarrow \text{集成V4L2框架} \ (\text{video\_register\_device}) \end{aligned} $$ #### 4. 关键调试技巧 - **动态调试**:使用 `nvt_dbg` 宏(引用[2])记录初始化过程: ```c nvt_dbg(INFO, "VIN驱动初始化完成,基地址=0x%p\n", vin_base); ``` - **依赖管理**:通过 `MODULE_DEVICE_TABLE` 声明设备树兼容性: ```c static const struct of_device_id vin_of_match[] = { { .compatible = "soc,vin-hw" }, {} }; MODULE_DEVICE_TABLE(of, vin_of_match); ``` --- ### 相关问题 1. 如何通过设备树(Device Tree)配置VIN驱动的硬件参数? 2. 在V4L2框架中,`video_register_device` 如何与用户空间交互? 3. 驱动模块卸载时未正确释放中断会导致什么问题? 4. 如何在内核模块中使用调试宏(如`nvt_dbg`)实现分级日志输出?
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