Linux驱动开发：解析驱动入口函数

"驱动入口函数-Linux设备驱动简介" Linux设备驱动是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它使得操作系统能够有效地管理和控制硬件。在Linux内核中，设备驱动通常以模块的形式存在，可以静态或动态地加载到内核中。本文主要关注驱动的入口函数及其在驱动加载过程中的作用。 驱动入口函数是驱动程序的核心部分，它负责驱动的初始化和加载。在Linux中，驱动的入口函数通常是`module_init(XXX_init)`的形式，这里的`XXX_init`是驱动开发者自定义的初始化函数。这个函数定义在`kernel/include/linux/init.h`头文件中，它的目的是在驱动模块被加载时执行必要的设置和配置。 对于静态加载的模块，`module_init`将驱动的初始化函数放置在`.initcall6.init`区段，这个区段的定义位于`vmlinux.lds.S`链接脚本中。内核启动时，会按照特定的顺序调用这些初始化函数，这一顺序由一系列宏如`INITCALLS`及其变体来维护。这些宏根据模块ID号来确保加载顺序，但同一级别内的模块加载顺序则不能保证。 内核启动流程大致如下：`start_kernel` -> `rest_init` -> `kernel_init` -> `do_basic_setup` -> `do_initcalls`。当`do_initcalls`被调用时，所有通过`module_init`标记的驱动初始化函数将被执行。如果驱动之间存在依赖关系，比如某些功能需要在特定驱动初始化之后才能执行，那么需要使用不同级别的初始化宏，如`late_initcall`或`subsys_initcall`。 例如，RTC（实时时钟）驱动的初始化函数`rtc_hctosys`依赖于RTC硬件，因此使用`module_init(msmrtc_init); late_initcall(rtc_hctosys);`来确保RTC驱动先于系统时间初始化。而对于像I2C总线驱动这样的基础设施驱动，由于会被多个I2C设备驱动调用，因此使用`subsys_initcall`，如`subsys_initcall(msm_i2c_init_driver); module_init(bma150_init);`，这样确保I2C驱动在大部分其他设备驱动之前加载。 Linux内核中包含了大量的设备驱动代码，它们通常只在系统启动时执行一次初始化操作。为了优化内存使用，Linux内核使用`__init`属性标记这些只执行一次的函数，将它们放入`.init.text`段。在系统初始化完成后，`free_initmem`函数会释放这部分内存，提高内存效率。 对于动态加载的模块（即不是编译进内核的驱动程序），它们通过`init_module`系统调用进行加载。这种方法允许用户在需要时添加或移除驱动，提供了更大的灵活性。然而，动态加载的模块不会被自动卸载，需要使用`unregister_module`来手动卸载。 驱动入口函数是驱动程序的关键组件，它确保了驱动的正确加载和初始化，同时也支持了内核的模块化和内存管理策略。理解驱动入口函数的工作原理和使用方式对于编写和调试Linux设备驱动至关重要。