1. gcc的__attribute__編繹屬性
要了解Linux Kernel代碼的分段信息，需要了解一下gcc的__attribute__的編繹屬性，__attribute__主要用于改變所聲明或定義的函數(shù)或 數(shù)據(jù)的特性，它有很多子項，用于改變作用對象的特性。比如對函數(shù)，noline將禁止進行內(nèi)聯(lián)擴展、noreturn表示沒有返回值、pure表明函數(shù)除 返回值外，不會通過其它（如全局變量、指針）對函數(shù)外部產(chǎn)生任何影響。但這里我們比較感興趣的是對代碼段起作用子項section。
__attribute__的section子項的使用格式為：
__attribute__((section("section_name")))
其作用是將作用的函數(shù)或數(shù)據(jù)放入指定名為"section_name"輸入段。
這里還要注意一下兩個概念：輸入段和輸出段
輸入段和輸出段是相對于要生成最終的elf或binary時的Link過程說 的，Link過程的輸入大都是由源代碼編繹生成的目標文件.o，那么這些.o文件中包含的段相對link過程來說就是輸入段，而Link的輸出一般是可執(zhí) 行文件elf或庫等，這些輸出文件中也包含有段，這些輸出文件中的段就叫做輸出段。輸入段和輸出段本來沒有什么必然的聯(lián)系，是互相獨立，只是在Link過 程中，Link程序會根據(jù)一定的規(guī)則（這些規(guī)則其實來源于Link Script），將不同的輸入段重新組合到不同的輸出段中，即使是段的名字，輸入段和輸出段可以完全不同。
其用法舉例如下：
int var __attribute__((section(".xdata"))) = 0;
這樣定義的變量var將被放入名為.xdata的輸入段，（注意：__attribute__這種用法中的括號好像很嚴格，這里的幾個括號好象一個也不能少。）
static int __attribute__((section(".xinit"))) functionA(void)
{
.....
}
這個例子將使函數(shù)functionA被放入名叫.xinit的輸入段。
需要著重注意的是，__attribute__的section屬性只指定對象的輸入段，它并不能影響所指定對象最終會放在可執(zhí)行文件的什么段。
2. Linux Kernel源代碼中與段有關(guān)的重要宏定義
Ａ. 關(guān)于__init、__initdata、__exit、__exitdata及類似的宏
打開Linux Kernel源代碼樹中的文件：include/linux/init.h，可以看到有下面的宏定議：
#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
對于經(jīng)常寫驅(qū)動模塊或翻閱Kernel源代碼的人，看到熟悉的宏了吧：__init, __initdata, __exit, __exitdata。
__init 宏最常用的地方是驅(qū)動模塊初始化函數(shù)的定義處，其目的是將驅(qū)動模塊的初始化函數(shù)放入名叫.init.text的輸入段。對于__initdata來說，用 于數(shù)據(jù)定義，目的是將數(shù)據(jù)放入名叫.init.data的輸入段。其它幾個宏也類似。另外需要注意的是，在以上定意中，用__section__代替了 section。還有其它一些類似的宏定義，這里不一一列出，其作用都是類似的。
Ｂ. 關(guān)于initcall的一些宏定義
在該文件中，下面這條宏定議更為重要，它是一條可擴展的宏：
#define __define_initcall(level,fn,id) \
static initcall_t __initcall_##fn##id __attribute_used__ \
__attribute__ ((__section__(".initcall" level ".init"))) = fn
這條宏帶有3個參數(shù)：level,fn, id，分析該宏可以看出：
�。�.其用來定義類型為initcall_t的static函數(shù)指針，函數(shù)指針的名稱由參數(shù)fn和id決 定：__initcall_##fn##id，這就是函數(shù)指針的名稱，它其實是一個變量名稱。從該名稱的定義方法我們其學(xué)到了宏定義的一種高級用法，即利 用宏的參數(shù)產(chǎn)生名稱，這要借助于"##"這一符號組合的作用。
�。�. 這一函數(shù)指針變量放入什么輸入段呢，請看__attribute__ ((__section__ (".initcall" levle ".init")))，輸入段的名稱由level決定，如果level="1"，則輸入段是.initcall1.init，如果level="3s"， 則輸入段是.initcall3s.init。這一函數(shù)指針變量就是放在用這種方法決定的輸入段中的。
３. 這一定義的函數(shù)指針變量的初始值是什么叫，其實就是宏參數(shù)fn，實際使用中，fn其實就是真實定義好的函數(shù)。
該宏定義并不直接使用，請看接下來的這些宏定義：
#define pure_initcall(fn) __define_initcall("0",fn,0)
#define core_initcall(fn) __define_initcall("1",fn,1)
#define core_initcall_sync(fn) __define_initcall("1s",fn,1s)
#define postcore_initcall(fn) __define_initcall("2",fn,2)
#define postcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#define arch_initcall(fn) __define_initcall("3",fn,3)
#define arch_initcall_sync(fn) __define_initcall("3s",fn,3s)
#define subsys_initcall(fn) __define_initcall("4",fn,4)
#define subsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#define fs_initcall(fn) __define_initcall("5",fn,5)
#define fs_initcall_sync(fn) __define_initcall("5s",fn,5s)
#define rootfs_initcall(fn) __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#define device_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6)
#define device_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#define late_initcall(fn) __define_initcall("7",fn,7)
#define late_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)
這些宏定義出來是為了方便的使用__define_initcall宏定義的，上面每條宏第一次使用時都會產(chǎn)生一個新的輸入段。
接下來還有一條
#define __initcall(fn) device_initcall(fn)
這一條其實只是定義了另一個別名，即平常使用的__initcall其實就是這兒的device_initcall，用它定義的函數(shù)指定位于段.initcall6.init中。
Ｃ. __setup宏的來源及使用
__setup這條宏在Linux Kernel中使用最多的地方就是定義處理Kernel啟動參數(shù)的函數(shù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，請看下面的宏定義：
#define __setup_param(str, unique_id, fn, early) \
static char __setup_str_##unique_id[] __initdata __aligned(1) = str; \
static struct obs_kernel_param __setup_##unique_id \
__used __section(.init.setup) \
__attribute__((aligned((sizeof(long))))) \
= { __setup_str_##unique_id, fn, early }
#define __setup(str, fn) \
__setup_param(str, fn, fn, 0)
使用Kernel中的例子分析一下這兩條定義：
__setup("root=",root_dev_setup);
這條語句出現(xiàn)在init/do_mounts.c中，其作用是處理Kernel啟動時的像root=/dev/mtdblock3之類的參數(shù)的。
分解一下這條語句，首先變?yōu)椋?/span>
__setup_param("root=",root_dev_setup,root_dev_setup,0);
繼續(xù)分解，將得到下面這段代嗎：
static char __setup_str_root_dev_setup_id[] __initdata __aligned(1) = "root=";
static struct obs_kernel_param __setup_root_dev_setup_id
__used __section(.init.setup)
__attribute__((aligned((sizeof(long)))))
= { __setup_str_root_dev_setup_id, root_dev_setup, 0 };
這段代碼定義了兩個變量：字符數(shù)組變量__setup_str_root_dev_setup_id，其初始化內(nèi)容為"root="，由于該變量用 __initdata修飾，它將被放入.init.data輸入段；另一變量是結(jié)構(gòu)變量__setup_root_dev_setup_id，其類型為 struct obs_kernel_param， 該變理被放入輸入段.init.setup中。結(jié)構(gòu)struct struct obs_kernel_param也在該文件中定義如下：
struct obs_kernel_param {
const char *str;
int (*setup_func)(char *);
int early;
};
變量__setup_root_dev_setup_id的三個成員分別被初始化為：
__setup_str_root_dev_setup_id －－> 前面定義的字符數(shù)組變量，初始內(nèi)容為"root="。
root_dev_setup －－> 通過宏傳過來的處理函數(shù)。
0 －－>常量0，該成員的作用以后分析。
現(xiàn)在不難想像內(nèi)核啟動時怎么處理啟動參數(shù)的了：通過__setup宏定義obs_kernel_param結(jié)構(gòu)變量都被放入.init.setup 段中，這樣一來實際是使.init.setup段變成一張表，Kernel在處理每一個啟動參數(shù)時，都會來查找這張表，與每一個數(shù)據(jù)項中的成員str進行 比較，如果完全相同，就會調(diào)用該數(shù)據(jù)項的函數(shù)指針成員setup_func所指向的函數(shù)（該函數(shù)是在使用__setup宏定義該變量時傳入的函數(shù)參數(shù)）， 并將啟動參數(shù)如root=后面的內(nèi)容傳給該處理函數(shù)。
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發(fā)表于 2011-02-06 18:59
