裝置驅動-模組-module_init巨集解析裝置驅動-i2c驅動-module_i2c_driver的使用

阿新 • • 發佈：2022-04-10

module_init

這個巨集定義在

include/linux/module.h

module 的含義，即模組；有兩類： builtin 的模組（存在在 Image 中）或者獨立的模組（存在在 xx.ko 中）

根據當前在編譯 builtin 還是編譯獨立模組， module 巨集有不同的定義

  80#ifndef MODULE

  89#define module_init(x)  __initcall(x);

 103#else /* MODULE */

 131#define module_init(initfn)                                     \
 132 
        static inline initcall_t __maybe_unused __inittest(void)                \
 133        { return initfn; }                                      \
 134        int init_module(void) __copy(initfn) __attribute__((alias(#initfn)));

 142#endif

MODULE 巨集從哪兒控制?

如果一個 xx.c 檔案在 Kconfig 中配置的是 obj-m += xx.c ，那麼編譯這個 xx.c 檔案時，就會定義MODULE 巨集。

這個機制是頂層的 Makefile 和 script/Makefile.lib 配合實現的

Makefile

 503KBUILD_AFLAGS_MODULE  := -DMODULE
 504KBUILD_CFLAGS_MODULE  := -DMODULE

scripts/Makefile.lib

 188part-of-module = $(if $(filter $(basename $@).o, $(real-obj-m)),y)
 189quiet_modtag = $(if $(part-of-module),[M],   )
 190
 191modkern_cflags =                                          \
  
192        $(if $(part-of-module),                           \
 193                $(KBUILD_CFLAGS_MODULE) $(CFLAGS_MODULE), \
 194                $(KBUILD_CFLAGS_KERNEL) $(CFLAGS_KERNEL) $(modfile_flags))

$@ 表示正在編譯的目標，如果是 module 的一部分，則使用 KBUILD_CFLAGS_MODULE 作為 cflags ，即 -DMODULE 被引入 gcc 命令列；

作為 builtin 模組時的module_init

就是 __initcall(x);

include/linux/init.h

 195#define ___define_initcall(fn, id, __sec) \
 196        static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
 197                __attribute__((__section__(#__sec ".init"))) = fn;
 

 200#define __define_initcall(fn, id) ___define_initcall(fn, id, .initcall##id)
 
 207#define early_initcall(fn)              __define_initcall(fn, early)

 216#define pure_initcall(fn)               __define_initcall(fn, 0)
 218#define core_initcall(fn)               __define_initcall(fn, 1)
 219#define core_initcall_sync(fn)          __define_initcall(fn, 1s)
 220#define postcore_initcall(fn)           __define_initcall(fn, 2)
 221#define postcore_initcall_sync(fn)      __define_initcall(fn, 2s)
 222#define arch_initcall(fn)               __define_initcall(fn, 3)
 223#define arch_initcall_sync(fn)          __define_initcall(fn, 3s)
 224#define subsys_initcall(fn)             __define_initcall(fn, 4)
 225#define subsys_initcall_sync(fn)        __define_initcall(fn, 4s)
 226#define fs_initcall(fn)                 __define_initcall(fn, 5)
 227#define fs_initcall_sync(fn)            __define_initcall(fn, 5s)
 228#define rootfs_initcall(fn)             __define_initcall(fn, rootfs)
 229#define device_initcall(fn)             __define_initcall(fn, 6)
 230#define device_initcall_sync(fn)        __define_initcall(fn, 6s)
 231#define late_initcall(fn)               __define_initcall(fn, 7)
 232#define late_initcall_sync(fn)          __define_initcall(fn, 7s)

 234#define __initcall(fn) device_initcall(fn)

紅色標識出 __initcall 用到的部分；

編譯：

234 行 - __initcall 其實就是 device_initcall

229 - device_initcall 是 __define_initcall(fn, 6 ) // 6 標識 id ;

200 - __define_initcall(fn, id) 是 __define_initcall(fn, id, .initcall##id ) // 即 __define_initcall(fn, 6 , initcall6 ) ;

195 - __define_initcall(fn , id, sec) 做出定義

static initcall_t __initcall_fn6 __used __attribute__((__section__( initcall6.init )) = fn ;

只需要將上面的 fn 替換為 module_init(xx) 中填入的 xx 即可。

示例： module_init (i2c_init) ;

static int __initcall_i2c_init6 __used __attribute__((__section__( initcall6.init )) = i2c_init ;

在 initcall6.init 這個 section 裡面定義了一個函式指標變數 __initcall_i2c_init6 , 指標賦值為 i2c_init 函式地址；

呼叫

do_basic_setup -> do_initcalls 裡面會遍歷 __initcall6.init 這個section 裡面的函式指標，一個個呼叫對應的函式；即會呼叫到 i2c_init 函式；

作為外部 xx.ko 模組時的module_init

編譯

module_init(xx) 即是希望在 insmod xx.ko 時呼叫 xx 函式；

 131#define module_init(initfn)                                     \
 132        static inline initcall_t __maybe_unused __inittest(void)                \
 133        { return initfn; }                                      \
 134        int init_module(void) __copy(initfn) __attribute__((alias(#initfn)));

132 定義一個 static inline 的函式；返回值為 initcall_t 即 int ; 名稱為 __inittest ;

static inline int __inittest(){

return initfn ;

}

這個的關鍵在於檢查返回值；如果 initfn 返回值不是 int ，就會列印錯誤資訊；

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

133 行 - 為 initfn 定義一個別名函式 init_module ；關於gcc alias 定義別名函式，參考這兒

https://www.cnblogs.com/zhangzhiwei122/p/16125210.html

這樣，每個 xx.ko 裡面肯定有一個函式 init_module ，它是程式碼中的 module_init(xx) 定義的函式的別名；

呼叫流程

insmod 呼叫 init_module 函式

/include/linux/module.h 有 module 結構體定義；裡面有 init 指標，指向模組的 init 函式；

 361struct module {
 362        enum module_state state;

 
 423        /* Startup function. */
 424        int (*init)(void);

在 kernel/module.c 中 do_init_module 函式會觸發 mod->init 函式的呼叫。

3604static noinline int do_init_module(struct module *mod)
3605{

3622        do_mod_ctors(mod);
3623        /* Start the module */
3624        if (mod->init != NULL)
3625                ret = do_one_initcall(mod->init);

從 insertmod 到 do_init_module 的過程，參考：

模組載入流程上

https://blog.csdn.net/lidan113lidan/article/details/119813256

模組載入流程下

https://blog.csdn.net/lidan113lidan/article/details/119813552

do_one_initcall 就是 init/main.c 中定義的，之前在 do_initcalls 裡面也使用的，呼叫 1 個 init 函式；

1207int __init_or_module do_one_initcall(initcall_t fn)
1208{
1209        int count = preempt_count();
1210        char msgbuf[64];
1211        int ret;
1212
1213        if (initcall_blacklisted(fn))
1214                return -EPERM;
1215
1216        do_trace_initcall_start(fn);
1217        ret = fn();
1218        do_trace_initcall_finish(fn, ret);
1219
1220        msgbuf[0] = 0;
1221
1222        if (preempt_count() != count) {
1223                sprintf(msgbuf, "preemption imbalance ");
1224                preempt_count_set(count);
1225        }
1226        if (irqs_disabled()) {
1227                strlcat(msgbuf, "disabled interrupts ", sizeof(msgbuf));
1228                local_irq_enable();
1229        }
1230        WARN(msgbuf[0], "initcall %pS returned with %s\n", fn, msgbuf);
1231
1232        add_latent_entropy();
1233        return ret;
1234}