我们去香港,通过海关的时候,总会有免费的地图和各种指南拿,有了它们在手里我们才不至于无头苍蝇般迷惘的行走在陌生的街道上。即使在内地出去旅游的时候一般来说也总是会首先找份地图,当然了,这时就是要去买了,拿是拿不到的,不同的地方有不同的特色, 只不过有的特色是服务,有的特色是索取。
Kconfig 和Makefile 就是Linux Kernel 迷宫里的地图。地图引导我们去认识一个城市,而Kconfig和Makefile 则可以让我们了解一个Kernel 目录下面的结构。我们每次浏览kernel 寻找属于自己的那一段代码时,都应该首先看看目录下的这两个文件。
利用Kconfig 和Makefile 寻找目标代码
就像利用地图寻找目的地一样,我们需要利用Kconfig 和Makefile 来寻找所要研究的目标代码。比如我们打算研究U 盘驱动的实现,因为U 盘是一种storage 设备,所以我们应该先进入到drivers/usb/storage/目录。但是该目录下的文件很多,那么究竟哪些文件才是我们需要关注的?这时就有必要先去阅读Kconfig 和Makefile 文件。对于Kconfig 文件,我们可以看到下面的选项。
config USB_STORAGE_DATAFAB
bool "Datafab Compact Flash Reader support (EXPERIMENTAL)"
depends on USB_STORAGE && EXPERIMENTAL
help
Support for certain Datafab CompactFlash readers.
Datafab has a web page at <http://www.datafabusa.com/>.
显然,这个选项和我们的目的没有关系。首先它专门针对Datafab 公司的产品,其次虽然CompactFlash reader 是一种flash 设备,但显然不是U 盘。因为drivers/usb/storage 目录下的代码是针对usb mass storage 这一类设备,而不是针对某一种特定的设备。U 盘只是usb mass storage设备中的一种。再比如:
config USB_STORAGE_SDDR55
bool "SanDisk SDDR-55 SmartMedia support (EXPERIMENTAL)"
depends on USB_STORAGE && EXPERIMENTAL
help
Say Y here to include additional code to support the Sandisk SDDR-55
SmartMedia reader in the USB Mass Storage driver.
很显然这个选项是有关SanDisk 产品的,并且针对的是SM 卡,同样不是U 盘,所以我们也不需要去关注。
事实上,很容易确定,只有选项CONFIG_USB_STORAGE 才是我们真正需要关注的。
9 config USB_STORAGE
10 tristate "USB Mass Storage support"
11 depends on USB && SCSI
12 ---help---
13 Say Y here if you want to connect USB mass storage devices to your
14 computer's USB port. This is the driver you need for USB
15 floppy drives, USB hard disks, USB tape drives, USB CD-ROMs,
16 USB flash devices, and memory sticks, along with
17 similar devices. This driver may also be used for some cameras
18 and card readers.
19
20 This option depends on 'SCSI' support being enabled, but you
21 probably also need 'SCSI device support: SCSI disk support'
22 (BLK_DEV_SD) for most USB storage devices.
23
24 To compile this driver as a module, choose M here: the
25 module will be called usb-storage.
接下来阅读Makefile 文件。
0 #
1 # Makefile for the USB Mass Storage device drivers.
2 #
3 # 15 Aug 2000, Christoph Hellwig
4 # Rewritten to use lists instead of if-statements.
5 #
6
7 EXTRA_CFLAGS := -Idrivers/scsi
8
9 obj-$(CONFIG_USB_STORAGE) += usb-storage.o
10
11 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_DEBUG) += debug.o
12 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_USBAT) += shuttle_usbat.o
13 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_SDDR09) += sddr09.o
14 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_SDDR55) += sddr55.o
15 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_FREECOM) += freecom.o
16 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_DPCM) += dpcm.o
17 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_ISD200) += isd200.o
18 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_DATAFAB) += datafab.o
19 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_JUMPSHOT) += jumpshot.o
20 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_ALAUDA) += alauda.o
21 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_ONETOUCH) += onetouch.o
22 usb-storage-obj-$(CONFIG_USB_STORAGE_KARMA) += karma.o
23
24 usb-storage-objs := scsiglue.o protocol.o transport.o usb.o \
25 initializers.o $(usb-storage-obj-y)
26
27 ifneq ($(CONFIG_USB_LIBUSUAL),)
28 obj-$(CONFIG_USB) += libusual.o
29 endif
前面通过Kconfig 文件的分析,我们确定了只需要去关注CONFIG_USB_STORAGE 选项。在Makefile 文件里查找CONFIG_USB_STORAGE,从第9 行得知,该选项对应的模块为usbstorage。因为Kconfig 文件里的其他选项我们都不需要关注,所以Makefile 的11~22 行可以忽略。第24 行意味着我们只需要关注 scsiglue.c、protocol.c、transport.c、usb.c、initializers.c 以及它们同名的.h 头文件。
Kconfig 和Makefile 很好的帮助我们定位到了所要关注的目标,就像我们到一个陌生的地方要随身携带地图,当我们学习Linux 内核时,也要谨记寻求Kconfig 和Makefile 的帮助。
透过现象看本质,兽兽门无非就是一些人体艺术展示。同样往本质里看过去,学习内核,就是学习内核的源代码,任何内核有关的书籍都是基于内核,而又不高于内核的。
既然要学习内核源码,就要经常对内核代码进行分析,而内核代码千千万,还前仆后继的不断往里加,这就让大部分人都有种雾里看花花不见的无助感。不过 不要怕,孔老夫子早就留给我们了应对之策:敏于事而慎于言,就有道而正焉,可谓好学也已。这就是说,做事要踏实才是好学生好同志,要遵循严谨的态度,去理 解每一段代码的实现,多问多想多记。如果抱着走马观花,得过且过的态度,结果极有可能就是一边看一边丢,没有多大的收获。
假设全国房价上涨1.5%,假设80 后局长是农民子弟??,既然我们的人生充满了假设,那么我在这里假设你现在就迫不及待的希望研究内核中USB 子系统的实现,应该没有意见吧?那好,下面就以USB子系统的实现分析为标本看看分析内核源码应该如何入手。
分析README
内核中USB 子系统的代码位于目录drivers/usb,这个结论并不需要假设。于是我们进入到该目录,执行命令ls,结果显示如下:
atm class core gadget host image misc mon serial storage Kconfig
Makefile README usb-skeleton.c
目录drivers/usb 共包含有10 个子目录和4 个文件,usb-skeleton.c 是一个简单的USB driver的框架,感兴趣的可以去看看,目前来说,它还吸引不了我们的眼球。那么首先应该关注什么?如果迎面走来一个ppmm,你会首先看脸、脚还是其 它?当然答案依据每个人的癖好会有所不同。不过这里的问题应该只有一个答案,那就是Kconfig、Makefile、README。
README 里有关于这个目录下内容的一般性描述,它不是关键,只是帮助你了解。再说了,面对“read我吧read 我吧”这么热情奔放的呼唤,善良的我们是不可能无动于衷的,所以先来看看里面都有些什么内容。
23 Here is a list of what each subdirectory here is, and what is contained in
24 them.
25
26 core/ - This is for the core USB host code, including the
27 usbfs files and the hub class driver ("khubd").
28
29 host/ - This is for USB host controller drivers. This
30 includes UHCI, OHCI, EHCI, and others that might
31 be used with more specialized "embedded" systems.
32
33 gadget/ - This is for USB peripheral controller drivers and
34 the various gadget drivers which talk to them.
35
36
37 Individual USB driver directories. A new driver should be added to the
38 first subdirectory in the list below that it fits into.
39
40 image/ - This is for still image drivers, like scanners or
41 digital cameras.
42 input/ - This is for any driver that uses the input subsystem,
43 like keyboard, mice, touchscreens, tablets, etc.
44 media/ - This is for multimedia drivers, like video cameras,
45 radios, and any other drivers that talk to the v4l
46 subsystem.
47 net/ - This is for network drivers.
48 serial/ - This is for USB to serial drivers.
49 storage/ - This is for USB mass-storage drivers.
50 class/ - This is for all USB device drivers that do not fit
51 into any of the above categories, and work for a range
52 of USB Class specified devices.
53 misc/ - This is for all USB device drivers that do not fit
54 into any of the above categories.
这个README 文件描述了前边使用ls 命令列出的那10 个文件夹的用途。那么什么是USB Core?Linux 内核开发者们,专门写了一些代码,负责实现一些核心的功能,为别的设备驱动程序提供服务,比如申请内存,比如实现一些所有的设备都会 需要的公共的函数,并美其名曰USB Core。时代总在发展,当年胖杨贵妃照样迷死唐明皇,而如今人们欣赏的则是林志玲这样的魔鬼身材。同样,早期的Linux 内核,其结构并不是如今天这般有层 次感,远不像今天这般错落有致,那时候drivers/usb/这个目录下边放了很多很多文件,USB Core 与其他各种设备的驱动程序的代码都堆砌在这里,后来,怎奈世间万千的变幻,总爱把有情的人分两端。于是在drivers/usb/目录下面出来了一个core 目录,就专门放一些核心的代码,比如初始化整个USB 系统,初始化Root Hub,初始化主机控制器的代码,再后来甚至把主机控制器相关的代码也单独建了一个目录,叫host 目录,这是因为USB主机控制器随着时代的发展,也开 始有了好几种,不再像刚开始那样只有一种,所以呢,设计者们把一些主机控制器公共的代码仍然留在core 目录下,而一些各主机控制器单独的代码则移到 host 目录下面让负
责各种主机控制器的人去维护。
那么USB gadget 那?gadget 白了说就是配件的意思,主要就是一些内部运行Linux 的嵌入式设备,比如PDA,设备本身有USB 设备控制器(USB Device Controller),可以将PC,也就是我们的主机作为master 端,将这样的设备作为slave 端和主机通过USB 进行通信。从主机的观点来看, 主机系统的USB驱动程序控制插入其中的USB 设备,而USB gadget 的驱动程序控制外围设备如何作为一个USB 设备和主机通__________信。比如,我们的嵌入式板子上支持SD 卡,如果我们希望在将板子通过USB 连接到PC 之后,这个SD 卡被模拟成U 盘,那么就要通过USB gadget 架构的驱动。
剩下的几个目录分门别类的放了各种USB 设备的驱动,比如U 盘的驱动在storage 目录下,触摸屏和USB 键盘鼠标的驱动在input 目录下,等等。
我们响应了README 的热情呼唤,它便给予了我们想要的,通过它我们了解了USB 目录里的那些文件夹都有着什么样的角色。到现在为止,就只剩下内核的地图----Kconfig 与Makefile 两个文件了。有地图在手,对于在内核中游荡的我们来说,是件很愉悦的事情,不过,因为我们的目的是研究内核对USB 子系统的实现,而不是特定设备或host controller 的驱动,所以这里的定位很明显,USB Core就是我们需要关注的对象,那么接下来就是要对core 目录中的内容进行定位了。
分析Kconfig 和Makefile
进入到drivers/usb/core 目录,执行命令ls,结果显示如下:
Kconfig Makefile buffer.c config.c devices.c devio.c driver.c
endpoint.c file.c generic.c hcd-pci.c hcd.c hcd.h hub.c hub.h
inode.c message.c notify.c otg_whitelist.h quirks.c sysfs.c urb.c
usb.c usb.h
然后执行wc 命令,如下所示。
# wc -l ./*
148 buffer.c
607 config.c
706 devices.c
1677 devio.c
1569 driver.c
357 endpoint.c
248 file.c
238 generic.c
1759 hcd.c
458 hcd.h
433 hcd-pci.c
3046 hub.c
195 hub.h
758 inode.c
144 Kconfig
21 Makefile
1732 message.c
68 notify.c
112 otg_whitelist.h
161 quirks.c
710 sysfs.c
589 urb.c
984 usb.c
160 usb.h
16880 total
drivers/usb/core 目录共包括24 个文件,16880 行代码。core 不愧是core,为大家默默的做这么多事。不过这么多文件里不一定都是我们所需要关注的,先拿咱们的地图来看看接下来该怎么走。先看看Kconfig 文件,可以看到下面的选项。
15 config USB_DEVICEFS
16 bool "USB device filesystem"
17 depends on USB
18 ---help---
19 If you say Y here (and to "/proc file system support" in the "File
20 systems" section, above), you will get a file /proc/bus/usb/devices
21 which lists the devices currently connected to your USB bus or
22 busses, and for every connected device a file named
23 "/proc/bus/usb/xxx/yyy", where xxx is the bus number and yyy the
24 device number; the latter files can be used by user space programs
25 to talk directly to the device. These files are "virtual", meaning
26 they are generated on the fly and not stored on the hard drive.
27
28 You may need to mount the usbfs file system to see the files, use
29 mount -t usbfs none /proc/bus/usb
30
31 For the format of the various /proc/bus/usb/ files, please read
32
33
34 Usbfs files can't handle Access Control Lists (ACL), which are the
35 default way to grant access to USB devices for untrusted users of a
36 desktop system. The usbfs functionality is replaced by real
37 device-nodes managed by udev. These nodes live in /dev/bus/usb and
38 are used by libusb.
选项USB_DEVICEFS 与usbfs 文件系统有关。usbfs 文件系统挂载在/proc/bus/usb 目录,显示了当前连接的所有USB 设 备及总线的各种信息,每个连接的USB 设备在其中都会有一个对应的文件进行描述。比如文件/proc/bus/usb/xxx/yyy,xxx 表示总__________线的 序号,yyy 表示设备所在总线的地址。不过不能够依赖它们来稳定地访问设备,因为同一设备两次连接对应的描述文件可能会不同,比如,第一次连接一个设备 时,它可能是002/027,一段时间后再次连接,它可能就已经改变为002/048。就好比好不容易你暗恋的mm 今天见你的时候对你抛了个媚眼,你心花怒放,赶快去买了100 块彩票庆祝,到第二天再见到她的时候,她对你说你是谁啊,你悲痛欲绝的刮开那100 块彩票,上面清一色的谢谢你。
因为usbfs 文件系统并不属于USB 子系统实现的核心部分,与之相关的代码我们可以不必关注。
74 config USB_SUSPEND
75 bool "USB selective suspend/resume and wakeup (EXPERIMENTAL)"
76 depends on USB && PM && EXPERIMENTAL
77 help
78 If you say Y here, you can use driver calls or the sysfs
79 "power/state" file to suspend or resume individual USB
80 peripherals.
81
82 Also, USB "remote wakeup" signaling is supported, whereby some
83 USB devices (like keyboards and network adapters) can wake up
84 their parent hub. That wakeup cascades up the USB tree, and
85 could wake the system from states like suspend-to-RAM.
86
87 If you are unsure about this, say N here.
这一项是有关USB 设备的挂起和恢复。开发USB 的人都是节电节能的好孩子,所以协议里就规定了,所有的设备都必须支持挂起状态,就是说为了达到节 电的目的,当设备在指定的时间内,如果没有发生总线传输,就要进入挂起状态。当它收到一个non-idle 的信号时,就会被唤醒。节约用电从USB 做起。 不过这个与主题也没太大关系,相关代码也可以不用关注了。剩下的还有几项,不过似乎与咱们关系也不大,还是去看看Makefile。
5 usbcore-objs := usb.o hub.o hcd.o urb.o message.o driver.o \
6 config.o file.o buffer.o sysfs.o endpoint.o \
7 devio.o notify.o generic.o quirks.o
8
9 ifeq ($(CONFIG_PCI),y)
10 usbcore-objs += hcd-pci.o
11 endif
12
13 ifeq ($(CONFIG_USB_DEVICEFS),y)
14 usbcore-objs += inode.o devices.o
15 endif
16
17 obj-$(CONFIG_USB) += usbcore.o
18
19 ifeq ($(CONFIG_USB_DEBUG),y)
20 EXTRA_CFLAGS += -DDEBUG
21 endif
Makefile 可比Kconfig 简略多了,所以看起来也更亲切点,咱们总是拿的money 越多越好,看的代码越少越好。这里之所以会出现 CONFIG_PCI,是因为通常USB 的Root Hub 包含在一个PCI 设备中。hcd-pci 和hcd 顾名而思义就知道是说主机控制器的,它们实现了主机控制器公共部分,按协议里的说法它们就是 HCDI(HCD 的公共接口),host 目录下则实现了各种不同的主机控制器。CONFIG_USB_DEVICEFS 前面的Kconfig 文件里也见到了,关于usbfs 的,与咱们的主题无关,inode.c和devices.c 两个文件也可以不用管了。
那么我们可以得出结论,为了理解内核对USB 子系统的实现,我们需要研究
buffer.c、config.c、driver.c、 endpoint.c、file.c、generic.c、hcd.chcd.h、hub.c、message.c、notify.c、otg_whitelist.h、quirks.c、sysfs.c、urb.c 和usb.c文件。
这么看来,好像大都需要关注的样子,没有减轻多少压力,不过这里本身就是USB Core 部分,是要做很多的事为咱们分忧的,所以多点也是可以理解的。下面的分析,米卢教练说了,内容不重要,重要的是态度。就像韩局长对待日记的态度那样,严谨而细致。
只要你使用这样的态度开始分析内核,那么无论你选择内核的哪个部分作为切入点,比如USB,比如进程管理,在花费相对不算很多的时间之后,你就会发 现你对内核的理解会上升到另外一个高度,一个抱着情景分析,抱着0.1 内核完全注释,抱着各种各样的内核书籍翻来覆去的看很多遍又忘很多遍都无法达到的高 度。请相信我!让我们在Linux 社区里发出号召:学习内核源码,从学习韩局长开始!
态度决定一切:从初始化函数开始
任小强们说房价高涨从现在开始,股评家们说牛市从5000 点开始。他们的开始需要我们的钱袋,我们的开始只需要一台电脑,最好再有一杯茶,伴着几支小曲儿,不盯着钱总是会比较惬意的。生容易,活容易,生活不容易,因为总要盯着钱。
有了地图Kconfig 和Makefile,我们可以在庞大复杂的内核代码中定位以及缩小了目标代码的范围。那么现在,为了研究内核对USB 子系统的实现,我们还需要在目标代码中找到一个突破口,这个突破口就是USB 子系统的初始化代码。
针对某个子系统或某个驱动,内核使用subsys_initcall 或module_init 宏指定初始化函数。在drivers/usb/core/usb.c 文件中,我们可以发现下面的代码。
940 subsys_initcall(usb_init);
941 module_exit(usb_exit);
我们看到一个subsys_initcall,它也是一个宏,我们可以把它理解为module_init,只不过因为这部分代码比较核心,开发者们 把它看作一个子系统,而不仅仅是一个模块。这也很好理解,usbcore 这个模块它代表的不是某一个设备,而是所有USB 设备赖以生存的模块,Linux 中,像这样一个类别的设备驱动被结为一个子系统。比如PCI 子系统,比如SCSI 子系统,基本上,drivers/目录下面第一层的每个目录都算一个子 系统,因为它们代表了一类设备。
subsys_initcall(usb_init)的意思就是告诉我们usb_init 是USB 子系统真正的初始化函数,而usb_exit() 将是整个USB 子系统的结束时的清理函数。于是为了研究USB 子系统在内核中的实现,我们需要从usb_init 函数开始看起。
865 static int __init usb_init(void)
866 {
867 int retval;
868 if (nousb) {
869 pr_info("%s: USB support disabled\n", usbcore_name);
870 return 0;
871 }
872
873 retval = ksuspend_usb_init();
874 if (retval)
875 goto out;
876 retval = bus_register(&usb_bus_type);
877 if (retval)
878 goto bus_register_failed;
879 retval = usb_host_init();
880 if (retval)
881 goto host_init_failed;
882 retval = usb_major_init();
883 if (retval)
884 goto major_init_failed;
885 retval = usb_register(&usbfs_driver);
886 if (retval)
887 goto driver_register_failed;
888 retval = usb_devio_init();
889 if (retval)
890 goto usb_devio_init_failed;
891 retval = usbfs_init();
892 if (retval)
893 goto fs_init_failed;
894 retval = usb_hub_init();
895 if (retval)
896 goto hub_init_failed;
897 retval = usb_register_device_driver(&usb_generic_driver, THIS_MODULE);
898 if (!retval)
899 goto out;
900
901 usb_hub_cleanup();
902 hub_init_failed:
903 usbfs_cleanup();
904 fs_init_failed:
905 usb_devio_cleanup();
906 usb_devio_init_failed:
907 usb_deregister(&usbfs_driver);
908 driver_register_failed:
909 usb_major_cleanup();
910 major_init_failed:
911 usb_host_cleanup();
912 host_init_failed:
913 bus_unregister(&usb_bus_type);
914 bus_register_failed:
915 ksuspend_usb_cleanup();
916 out:
917 return retval;
918 }
(1)__init 标记。
关于usb_init,第一个问题是,第865 行的__init 标记具有什么意义?
写过驱动的应该不会陌生,它对内核来说就是一种暗示,表明这个函数仅在初始化期间使用,在模块被装载之后,它占用的资源就会释放掉用作它处。它的暗 示你懂,可你的暗示,她却不懂或者懂装不懂,多么让人感伤。它在自己短暂的一生中一直从事繁重的工作,吃的是草吐出的是牛奶,留下的是整个USB子系统的繁荣。
受这种精神所感染,我觉得__________有必要为它说的更多些。__init 的定义在
include/linux/init.h 文件里43 #define __init __attribute__ ((__section__ (".init.text")))
好像这里引出了更多的疑问,__attribute__是什么?Linux 内核代码使用了大量的GNU C 扩展,以至于GNU C 成为能够编译内核的唯一编译器,GNU C 的这些扩展对代码优化、目标代码布局、安全检查等方面也提供了很强的支持。而__attribute__就是这些扩展中的一个,它主要被用来声明一些特殊的属性,这些属性主要被用来指示编译器进行特定方面的优化和更仔细的代码检查。GNU C 支持十几个属性,section 是其中的一个,我们查看GCC 的手册可以看到下面的描述
‘section ("section-name")'
Normally, the compiler places the code it generates in the `text' section. Sometimes,
however, you need additional sections, or you need certain particular functions to appear in
special sections.The `section' attribute specifies that a function lives in a particular section.
For example, the declaration:extern void foobar (void) __attribute__ ((section ("bar")));puts
the function ‘foobar' in the ‘bar' section.Some file formats do not support arbitrary sections so
the ‘section' attribute is not available on all platforms. If you need to map the entire
contents of a module to a particular section, consider using the facilities of the linker instead.
通常编译器将函数放在.text 节,变量放在.data 或.bss 节,使用section 属性,可以让编译器将函数或变量放在指定的节中。那么前面 对__init 的定义便表示将它修饰的代码放在.init.text 节。连接器可以把相同节的代码或数据安排在一起,比如__init 修饰的所有代码都会 被放在.init.text 节里,初始化结束后就可以释放这部分内存。
问题可以到此为止,也可以更深入,即内核又是如何调用到这些__init 修饰的初始化函数?要回答这个问题,还需要回顾一下subsys_initcall 宏,它也在include/linux/init.h 里定义
125 #define subsys_initcall(fn) __define_initcall("4",fn,4)
这里又出现了一个宏__define_initcall,它用于将指定的函数指针fn 放到initcall.init 节里 而对于具体的subsys_initcall 宏,则是把fn 放到.initcall.init 的子节.initcall4.init 里。要弄清楚.initcall.init、.init.text 和.initcall4.init 这样的东东,我们还需要了解一点内核可执行文件相关的概念。内核可执行文件由许多链接在一起的对象文件组成。对象文件有许多节,如文本、数据、init 数据、bass 等等。这些对象文件都是__________由一个称为链接器 脚本的文件链接并装入的。这个链接器脚本的功能是将输入对象文件的各节映射到输出文件中;换句话说,它将所有输入对象文件都链接到单一的可执行文件中,将该可执行文件的各节装入到指定地址处。 vmlinux.lds 是存在于arch// 目录中的内核链接器脚本,它负责链接内核的各个节并将它们装入内存中特定偏移量处。
我可以负责任的告诉你,要看懂vmlinux.lds 这个文件是需要一番功夫的,不过大家都是聪明人,聪明人做聪明事,所以你需要做的只是搜索initcall.init,然后便会看到似曾相识的内容
__inicall_start = .;
.initcall.init : AT(ADDR(.initcall.init) - 0xC0000000)
*(.initcall1.init)
*(.initcall2.init)
*(.initcall3.init)
*(.initcall4.init)
*(.initcall5.init)
*(.initcall6.init)
*(.initcall7.init)
}
__initcall_end = .;
这里的__initcall_start 指向.initcall.init 节的开始,__initcall_end 指向它的结尾。而.initcall.init节又被分为了7 个子节,分别是
.initcall1.init
.initcall2.init
.initcall3.init
.initcall4.init
.initcall5.init
.initcall6.init
.initcall7.init
我们的subsys_initcall 宏便是将指定的函数指针放在了.initcall4.init 子节。其它的比如core_initcall 将函数指针放在.initcall1.init 子节,device_initcall 将函数指针放在了.initcall6.init 子节等等,都可以从 include/linux/init.h 文件找到它们的定义。各个字节的顺序是确定的,即先调用.initcall1.init 中的指针再调 用.initcall2.init 中的函数指针,等等。__init 修饰的初始化函数在内核初始化过程中调用的顺序和.initcall.init 节里函 数指针的顺序有关,不同的初始化函数被放在不同的子节中,因此也就决定了它们的调用顺序。
至于实际执行函数调用的地方,就在/init/main.c 文件里,内核的初始化么,不在那里还能在哪里,里面的do_initcalls 函数会直接用到这里的__initcall_start、__initcall_end 来进行判断。(2)模块参数。
关于usb_init 函数,第二个问题是,第868 行的nousb 表示什么?
知道C 语言的人都会知道nousb 是一个标志,只是不同的标志有不一样的精彩,这里的nousb 是用来让我们在启动内核的时候通过内核参数去掉 USB 子系统的,Linux 社会是一个很人性化的世界,它不会去逼迫我们接受USB,一切都只关乎我们自己的需要。不过我想我们一般来说是不会去指定nousb 的吧。如果你真的指定了nousb,那它就只会幽怨的说一句“USB support disabled”,然后退出usb_init。
nousb 在drivers/usb/core/usb.c 文件中定义为:
static int nousb; /* Disable USB when built into kernel image */
module_param_named(autosuspend, usb_autosuspend_delay, int, 0644);
MODULE_PARM_DESC(autosuspend, "default autosuspend delay");
从中可知nousb 是个模块参数。关于模块参数,我们都知道可以在加载模块的时候可以指定,但是如何在内核启动的时候指定?
打开系统的grub 文件,然后找到kernel 行,比如:
kernel /boot/vmlinuz-2.6.18-kdb root=/dev/sda1 ro splash=silent vga=0x314
其中的root,splash,vga 等都表示内核参数。当某一模块被编译进内核的时候,它的模块参数便需要在kernel 行来指定,格式为“模块名.参数=值”,比如:
modprobe usbcore autosuspend=2
对应到kernel 行,即为 :
usbcore.autosuspend=2
通过命令“modinfo -p ${modulename}”可以得知一个模块有哪些参数可以使用。同时,对于已经加载到内核里的模块,它们的模块参数会列举在/sys/module /${modulename}/parameters/目录下面,可以使用“echo -n ${value} > /sys/module/${modulename}/parameters/${parm}”这样的命令去修改。
(3)可变参数宏。
关于usb_init 函数,第三个问题是,pr_info 如何实现与使用?pr_info 只是一个打印信息的可辨参数宏,printk 的变体,在include/linux/kernel.h 里定义:
242 #define pr_info(fmt,arg...) \
243 printk(KERN_INFO fmt,##arg)
99 年的ISO C 标准里规定了可变参数宏,和函数语法类似,比如
#define debug(format, ...) fprintf (stderr, format, __VA_ARGS__)里面的“…”就表示可变参数,调用时,它们就会替代宏体里的__VA_ARGS__。GCC 总是会显得特立独行一些,它支持更复杂的形式,可以给可变参数取个名字,比如#define debug(format, args...) fprintf (stderr, format, args)有了名字总是会容易交流一些。是不是与pr_info 比较接近了?除了‘##’,它主要是针对空参数的情况。既然说是可变参数,那传递空参数也总是可以的,空即是多,多即是空,股市里的哲理这里同样也是适合的。如果没有‘##’,传递空参数的时候,比如debug ("A message");展开后,里面的字符串后面会多个多余的逗号。这个逗号你应该不会喜欢,而‘##’则会使预处理器去掉这个多余的逗号。
关于usb_init 函数,上面的三个问题之外,余下的代码分别完成usb 各部分的初始化,接下来就需要围绕它们分别进行深入分析。因为这里只是演示如何入手分析,展示的只是一种态度,所以具体的深入分析就免了吧。
对于学习来说,无论是在学校的课堂学习,还是这里说的内核学习,效果好或者坏,最主要取决于两个方面----方法论和心理。注意,我无视了智商的差异,这玩意儿玄之又玄,岔开了说,属于迷信的范畴。前面又是Kernel 地图,又是如何入手,说的都是方法论的问题,那么这里要面对的就主要是心理上的问题。
而心理上的问题主要有两个,一个是盲目,就是在能够熟练适用Linux 之前,对Linux 为何物还说不出个道道来,就迫不及待的盲目的去研究内核的 源代码。这一部分人会觉得既然是学习内核,那么耗费时间在熟悉Linux 的基本操作上纯粹是浪费宝贵的时间和感情。不过这样虽然很有韩峰同志的热情和干劲儿,但明显走入了一种心理误区。重述Linus 的那句话:要先会使用它。
第二个就是恐惧。人类进化这么多年,面对复杂的物体和事情还是总会有天生的惧怕感,体现在内核学习上面就是:那么庞大复杂的内核代码,让人面对起来该情何以堪啊!有了这种恐惧无力感存在,心理上就会去排斥面对接触内核源码,宁愿去抱着情景分析,搜集各种各样五花八门的内核书籍放在那里屯着,看了又忘,忘了又看,也不大情愿去认真细致得浏览源码。
这个时候,我们在心理上是脆弱得,我们忘记了芙蓉姐姐,工行女之所以红起来,不是她们有多好,而是因为她们得心理足够坚强。是的,除了向韩局长学习态度,我们还要向涌现出来的无数个芙蓉姐姐和工行女学习坚强的心理。
有必要再强调一次,学习内核,就是学习内核的源代码,任何内核有关的书籍都是基于内核,而又不高于内核的。内核源码本身就是最好的参考资料,其他任何经典或非经典的书最多只是起到个辅助作用,不能也不应该取代内核代码在我们学习过程中的主导地位。
“世界上最缺的不是金钱,而是资源。”当我在一份报纸上看到这句大大标题时,我的第一反应是----作者一定是个自然环保主义者,然后我在羞愧得反省自身的同时油然生出一股对这样的无产主义理想者无比崇敬的情绪来。于是,我继续往下看,“因此在XXX 还未正式面市之时,前来咨询的客户已经不少,这些有眼光的购房者明白,谁能在目前最好的购房机会下最大化地占有绝版资 源,谁就掌控了未来财富流向。”(为了避免做广告的嫌疑,请允许我使用XXX 代替该楼盘的名字。)顿时,我悟道了!
其实,韩峰同志已经在日记里告诉了我们资源的重要性,因此我们在学习韩峰同志严谨细致的态度同时,还要领悟他对资源的灵活运用。只有在以内核源码为中心,坚持各种学习资源的长期建设不动摇,才能达到韩局长那样的高度,俯视Linux 内核世界里的人生百态。
注意,这个观点与前面所说的学习效果主要取决于方法论和心理两个方面并不矛盾,它们属于不同层次上的问题。


su319 于 2012-06-13 17:24:36发表:
强大啊
daway320 于 2012-06-11 13:49:27发表:
好文章,深受其益!
谢谢楼猪!
projim 于 2012-06-03 12:27:30发表:
强大啊
calvein 于 2012-05-29 21:27:42发表:
另外你教给的方法论也会让我以后的学习道路好走很多
calvein 于 2012-05-29 21:26:38发表:
实在是太强悍了,在你幽默的风格引导下,我细心读完了你的文章,尽管我只是个菜鸟,看到C就头大,却看得很舒心,天生的恐惧感消失了。感谢,你的风格很好,想必以后学习时只要想到你的文章,我会笑一下,然后继续,效果一定很好。。。
sourcehappy 于 2012-04-19 11:29:51发表:
嗯,解惑了