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手把手教你分析 Linux 啟動流程

從上文可以得出，start_kernel 函數(shù)最后調(diào)用的是 rest_init 函數(shù)，其實 rest_init 函數(shù)不光產(chǎn)生了最重要的 kernel_init (PID=1)和 kthreadd (PID=2)內(nèi)核進程。

kernel_init 最后演變?yōu)橛脩艨臻g init 進程(PID=1)。

rest_init 函數(shù)還有一個重要的分支：加載驅(qū)動模塊，調(diào)用流程如下：

start_kernel 
  |--->rest_init  
      |--->kernel_init 
          |--->kernel_init_freeable 
              |--->do_basic_setup 
                  |--->driver_init 
                  |--->do_initcalls 
                        |--->do_initcall_level 
                            |--->do_one_initcall 

注意，這里就是驅(qū)動的初始化和驅(qū)動模塊的加載。

我們知道在 rest_init 函數(shù)中，最重要的 1 號進程和 2 號進程都已經(jīng)起來了，也就是說系統(tǒng)已經(jīng)真正起來了。1 號 2 號進程起來之前，文件系統(tǒng)的掛載是在調(diào)用 rest_init 函數(shù)之前就掛載好了，此時加載驅(qū)動是可以的。

那么這里是如何掛載的呢?

流程中 driver_init 函數(shù)會對各個驅(qū)動入口函數(shù)進行初始化，也就是在內(nèi)存中對驅(qū)動初始化函數(shù)進行尋址。而 do_initcalls 函數(shù)中，會按照驅(qū)動的優(yōu)先級，對驅(qū)動一個一個進行掛載。

linux4.14/init/main.c

驅(qū)動的優(yōu)先級：Linux 把系統(tǒng)中需要掛載的各種東西，都分為14個等級，分別為 1--1s--2--2s--3--3s--4--4s--5--5s--6--6s--7--7s，數(shù)字越小優(yōu)先級越高，定義在：

linux4.14/include/linux/init.h

一般我們自己寫的驅(qū)動模塊，文件最后會聲明一個 module_init 和 module_exit ，實際上被定義為 device_initcall，優(yōu)先級為6，是要比架構(gòu)初始化模塊和文件系統(tǒng)模塊優(yōu)先級低。

如果驅(qū)動模塊之間有依賴，需要更改模塊掛載順序，有三種方式：

1、增加一個優(yōu)先級，比如 8?；蛘甙炎约旱尿?qū)動模塊聲明成其他優(yōu)先級，也就是不用 module_init 去聲明，可以用 fs_initcall 去聲明。

2、對于同一優(yōu)先級的驅(qū)動模塊，可以在 Makefile 中更改其編譯和鏈接的順序，就會切換其掛載的順序。(靜態(tài)編譯)

3、動態(tài)加載驅(qū)動模塊：等 Linux 系統(tǒng)起來以后，手動執(zhí)行 insmod 和 rmmod 即可掛載和卸載驅(qū)動，順序自己決定。測試成功后，再搞到內(nèi)核中靜態(tài)編譯。

雖然可以更改掛載順序，但還是希望大家寫驅(qū)動模塊的時候，能夠做到高內(nèi)聚、低耦合，自己的模塊最好不要依賴其他模塊，防止其他模塊加載失敗導(dǎo)致自己的模塊不可用。

如何看驅(qū)動掛載順序?有兩種方式：

1、找到編譯后的 Linux 內(nèi)核源碼，根目錄下面有個 System.map 文件，這里記載了 Linux 內(nèi)核所做的所有的事情，是按順序記載的(也有可能在其他輸出目錄)。

一共有三列：地址、區(qū)域、操作。在操作中我們可以看到我們聲明的驅(qū)動的名字。

2、如果你驅(qū)動模塊有加一些打印，可以直接看 log。