Linux內核驅動加載過程
驅動加載分爲兩種情況：靜態加載和動態加載。
1. 靜態加載
靜態加載的方法是把驅動程序直接編譯進內核，然後內核在啓動過程中由do_initcall()函數加載。
do_initcalls()函數路徑在/init/main.c
過程如下：
start_kernel()--->rest_init()--->kernel_init()--->do_basic_setup()--->do_initcalls()
do_initcalls()函數內容如下：
staticvoid __init do_initcalls(void)
{
initcall_t *fn;
for (fn = __early_initcall_end; fn <__initcall_end; fn++)
do_one_initcall(*fn);
}
該函數中會將在__initcall_start和__initcall_end之間定 義的各個模塊依次加載，其中.initcall.init段包含了這之間的內容。
在/arch/powerpc/kernel/vmlinux.lds文件，找到.initcall.init段：
.initcall.init: {
__initcall_start= .;
*(.initcall0.init)*(.initcall0s.init) *(.initcall1.init) *(.initcall1s.init) *(.initcall2.init)*(.initcall2s.init) *(.initcall3.init) *(.initcall3s.init) *(.initcall4.init)*(.initcall4s.init) *(.initcall5.init) *(.initcall5s.init)*(.initcallrootfs.init) *(.initcall6.init) *(.initcall6s.init)*(.initcall7.init) *(.initcall7s.init)
__initcall_end = .;
}
從中能夠了解到這兩個宏之間依次排列了14個等級的宏，由於這些宏是按先後順序鏈接的，所以也就表示，這14個宏有優先級：0>1>1s>2>2s………>7>7s，其具體的意義需要看/include/linux/init.h文件：
#definepure_initcall(fn) __define_initcall("0",fn,0)
#definecore_initcall(fn) __define_initcall("1",fn,1)
#definecore_initcall_sync(fn) __define_initcall("1s",fn,1s)
#definepostcore_initcall(fn) __define_initcall("2",fn,2)
#definepostcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#definearch_initcall(fn) __define_initcall("3",fn,3)
#definearch_initcall_sync(fn) __define_initcall("3s",fn,3s)
#definesubsys_initcall(fn) __define_initcall("4",fn,4)
#definesubsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#definefs_initcall(fn) __define_initcall("5",fn,5)
#definefs_initcall_sync(fn) __define_initcall("5s",fn,5s)
#definerootfs_initcall(fn) __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#definedevice_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6)
#definedevice_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#definelate_initcall(fn) __define_initcall("7",fn,7)
#definelate_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)
在靜態編譯時module_init就相當於device_initcall。在的內核 中，gianfar_device使用的是arch_initcall，而gianfar_driver使用的是module_init，因爲arch_initcall的優先級大於module_init，所以gianfar設備驅動的device先於driver在總線上添加。
在linux內核代碼裏，通過調用subsys_initcall來進行各種子系統的初始化，在<include/linux/init.h>下可以找到subsys_initcall的定義：
#definepure_initcall(fn) __define_initcall("0",fn,0)
#definecore_initcall(fn) __define_initcall("1",fn,1)
#definecore_initcall_sync(fn) __define_initcall("1s",fn,1s)
#definepostcore_initcall(fn) __define_initcall("2",fn,2)
#definepostcore_initcall_sync(fn) __define_initcall("2s",fn,2s)
#definearch_initcall(fn) __define_initcall("3",fn,3)
#definearch_initcall_sync(fn) __define_initcall("3s",fn,3s)
#definesubsys_initcall(fn) __define_initcall("4",fn,4)
#definesubsys_initcall_sync(fn) __define_initcall("4s",fn,4s)
#definefs_initcall(fn) __define_initcall("5",fn,5)
#definefs_initcall_sync(fn) __define_initcall("5s",fn,5s)
#definerootfs_initcall(fn) __define_initcall("rootfs",fn,rootfs)
#definedevice_initcall(fn) __define_initcall("6",fn,6)
#definedevice_initcall_sync(fn) __define_initcall("6s",fn,6s)
#definelate_initcall(fn) __define_initcall("7",fn,7)
#definelate_initcall_sync(fn) __define_initcall("7s",fn,7s)
其中，__define_initcall又被定義爲
#define__define_initcall(level,fn,id) \
static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
__attribute__((__section__(".initcall"level ".init"))) = fn
subsys_initcall(fn) == __initcall_fn4 它將被鏈接器放於section .initcall4.init 中。
start_kernel->rest_init系統啓動後會在rest_init中會創建kernel_init內核線程
kernel_init->do_basic_setup->do_initcalls
do_initcalls中會把.initcall.init.中的函數依次執行一遍:
for(call = __initcall_start; call < __initcall_end; call++) {
. .....
result =(*call)();
. ........
}
這個__initcall_start是在文件<arch/xxx/kernel/vmlinux.lds.S>定義的:
.initcall.init: AT(ADDR(.initcall.init) - LOAD_OFFSET) {
__initcall_start = .;
INITCALLS
__initcall_end= .;
}
INITCALLS被定義於<asm-generic/vmlinux.lds.h>:
#defineINITCALLS \
*(.initcall0.init) \
*(.initcall0s.init) \
*(.initcall1.init) \
*(.initcall1s.init) \
*(.initcall2.init) \
*(.initcall2s.init) \
*(.initcall3.init) \
*(.initcall3s.init) \
*(.initcall4.init) \
*(.initcall4s.init) \
*(.initcall5.init) \
*(.initcall5s.init) \
*(.initcallrootfs.init) \
*(.initcall6.init) \
*(.initcall6s.init) \
*(.initcall7.init) \
*(.initcall7s.init)
2. 動態加載
動態加載方式的初始化函數調用(模塊方式)。 在<include/linux/init.h>裏，如果MODULE宏被定義，說明該函數將被編譯進模塊裏，在系統啓動後以模塊方式被調用。
#definecore_initcall(fn) module_init(fn)
#definepostcore_initcall(fn) module_init(fn)
#definearch_initcall(fn) module_init(fn)
#definesubsys_initcall(fn) module_init(fn)
#definefs_initcall(fn) module_init(fn)
#definedevice_initcall(fn) module_init(fn)
#definelate_initcall(fn) module_init(fn)
這是在定義MODULE的情況下對subsys_initcall的定義，就是說對於驅動模塊使用subsys_initcall等價於使用module_init
① module_init分析先看看module_init宏究竟做了什麼
#definemodule_init(init fn) \
staticinline initcall_t __inittest(void) \ /*定義此函數用來檢測傳入函數的類型,並在編譯時提供警告信息*/
{ return initfn; } \
int init_module(void) __attribute__((alias(#initfn)));/*聲明init_modlue爲 initfn的別名,insmod只查找名字爲init_module函數並調用*/
typedefint (*initcall_t)(void); /*函數類型定義*/
在以模塊方式編譯一個模塊的時候，會自動生成一個xxx.mod.c文件，在該文件裏面定義一個struct module變量，並把init函數設置爲上面的init_module()而上面的這個init_module，被alias成模塊的初始化函數(參考<gcc關鍵字:__attribute__, alias, visibility, hidden>)。
也就是說，模塊裝載的時候(insmod，modprobe)，sys_init_module()系統調用會調用module_init指定的函數（對於編譯成>模塊的情況）。
② module的自動加載內核在啓動時已經檢測到了系統的硬件設備，並把硬件設備信息通過sysfs內核虛擬文件系統導出。sysfs文件系統由系統初始化腳本掛載到/sys上。udev掃描sysfs文件系統，根據硬件設備信息生成熱插拔（hotplug）事件，udev再讀取這些事件，生成對應的硬件設備文件。由於沒有實際的硬件插拔動作，所以這一過程被稱爲coldplug。
udev完成coldplug操作，需要下面三個程序：
udevtrigger——掃描sysfs文件系統，生成相應的硬件設備hotplug事件。
udevd——作爲deamon，記錄hotplug事件，然後排隊後再發送給udev，避免事件衝突（raceconditions）。
udevsettle——查看udev事件隊列，等隊列內事件全部處理完畢才退出。
要規定事件怎樣處理就要編寫規則文件了.規則文件是udev的靈魂，沒有規則文件，udev無法自動加載硬件設備的驅動模塊。它一般位於<etc/udev/rules.d>
③ 將first.c編譯成一個動態庫，其中，函數first()和函數three()放在兩個不同的初始化段裏，函數second()默認放置；編譯main.c，鏈接到由first.c編譯成的動態庫，觀察各函數的執行順序。
# cat first.c#include <stdio.h>
typedefint (*fn) (void);
int first(void)
{
printf("first\n");
return 0;
}
__attribute__((__section__(".init_array.2")))static fn init_first = first;
int three(void)
{
printf("three\n");
return 0;
}
__attribute__((__section__(".init_array.1")))static fn init_three = three;
int second()
{
printf("second\n");
return 0;
}
# catmain.c
#include<stdio.h>
int second();
intmain()
{
printf("main\n");
second ();
}
# catmk.sh
gcc-fPIC -g -c first.c
gcc-shared -g -o liba.so first.o
cp libfirst.so/lib/ -fr
gccmain.c libfirst.so
ldconfig
./first.out
# gcc-fPIC -g -c first.c
# gcc-shared -g -o libfirst.so first.o
# cp libfirst.so/lib/
# gccmain.c libfirst.so
#ldconfig
# ./first.out
first
three
main
second
3. 總結
① 靜態加載
⑴概念
在執行make menuconfig命令進行內核配置裁剪時，在窗口中可以選擇是否編譯入內核，還是放入/lib/modules/下相應內核版本目錄中，還是不選。
⑵操作步驟
linux設備一般分爲：字符設備、塊設備和網絡設備，每種設備在內核源代碼目錄樹drivers/下都有對應的目錄，其加載方法類似，下面以字符設備靜態加載爲例，假設驅動程序源代碼名爲ledc.c，具體操作步驟如下：
第一步：將ledc.c源程序放入內核源碼drivers/char/下；
第二步：修改drivers/char/Config.in文件，具體修改如下：
按照打開文件中的格式添加即可；
在文件的適當位置（這個位置隨便都可以，但這個位置決定其在make menuconfig窗口中所在位置）加入以下任一段代碼：
tristate 'LedDriver' CONFIG_LEDC
if [ "$CONFIG_LEDC" ="y" ];then
bool ' Support for led on h9200 board' CONFIG_LEDC_CONSOLE
fi
說明:以上代碼使用tristate來定義一個宏，表示此驅動可以直接編譯至內核（用*選擇），也可以編制至/lib/modules/下（用M選擇），或者不編譯（不選）。
bool 'LedDriver' CONFIG_LEDC
if [ "$CONFIG_LEDC" ="y" ];then
bool ' Support for led on h9200 board' CONFIG_LEDC_CONSOLE
fi
說明：以上代碼使用tristate來定義一個宏，表示此驅動只能直接編譯至內核（用*選擇）或者不編譯（不選），不能編制至/lib/modules/ 下（用M選擇）。
第三步：修改drivers/char/Makefile文件
在適當位置加入下面一行代碼：
obj-$(CONFIG_LEDC) += ledc.o
或者在obj-y一行中加入ledc.o,如：
obj-y += ledc.o mem.o 後面不變；
OK，經過以上的設置就可以在執行makemenuconfig命令後的窗口中的character devices---> 中進行選擇配置了，選擇後重新編譯就ok了。
② 動態加載
動態加載是將驅動模塊加載到內 核中，而不能放入/lib/modules/下。
在2.4內核中，加載驅動命令爲：insmod，刪除模塊爲：rmmod；
在2.6以上內核中，除了insmod與rmmod外，加載命令還有modprobe；
insmod與modprobe不同之處：
insmod 絕對路徑/××.o，而modprobe ××即可，不用加.ko或.o後綴，也不用加路徑；最重要的一點是：modprobe同時會加載當前模塊所依賴的其它模塊；
lsmod查看當前加載到內核中的所有驅動模塊，同時提供其它一些信息，比如其它模塊是否在使用另一個模塊。