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Linux內(nèi)核模塊加載順序(一)

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)*模塊加載順序*這一概念主要適用于動(dòng)態(tài)加載的內(nèi)核模塊，而非靜態(tài)編譯到內(nèi)核中的模塊。

因?yàn)殪o態(tài)編譯到內(nèi)核中的模塊已經(jīng)作為內(nèi)核代碼的一部分直接編譯進(jìn)了內(nèi)核映像?？梢岳斫鉃樵谙到y(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中，這些模塊實(shí)際上已經(jīng)處于“已加載”狀態(tài)，無(wú)需再經(jīng)歷獨(dú)立的加載過(guò)程，跟隨Linux內(nèi)核啟動(dòng)流程，走正常初始化即可。

由于靜態(tài)編譯的模塊在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)已經(jīng)作為內(nèi)核的一部分存在，不存在“加載”這一動(dòng)作，所以也就不存在動(dòng)態(tài)加載時(shí)的依賴關(guān)系檢查和加載順序問(wèn)題。但是，對(duì)于內(nèi)核編譯過(guò)程中涉及多個(gè)靜態(tài)模塊的情況，確實(shí)存在一定的編譯順序，主要受到內(nèi)核構(gòu)建系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)和編譯規(guī)則的影響。

下面結(jié)合Linux源碼舉例說(shuō)明下，如何控制內(nèi)核模塊的編譯(“靜態(tài)加載”)順序。

1、源碼組織結(jié)構(gòu)

Linux內(nèi)核源碼通常采用層次化的目錄結(jié)構(gòu)，其中各個(gè)模塊（不論是內(nèi)核子系統(tǒng)還是單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)模塊）都有各自的源碼目錄。例如：

?

在這個(gè)例子中，`driverA`、`driverB`、`driverC`和`driverD`是四個(gè)靜態(tài)編譯的內(nèi)核模塊。它們的編譯順序取決于構(gòu)建系統(tǒng)如何遍歷這些目錄并安排編譯任務(wù)。

2、Kconfig配置

每個(gè)內(nèi)核模塊通常有一個(gè)對(duì)應(yīng)的Kconfig文件，用于定義模塊是否可選、依賴關(guān)系等配置項(xiàng)。Kconfig文件中的`config`語(yǔ)句用于聲明模塊的存在，而`select`、`depends on`等關(guān)鍵字則用來(lái)表達(dá)模塊間的依賴關(guān)系。這些依賴關(guān)系會(huì)影響編譯時(shí)模塊的處理順序。

例如，在`drivers/block/Kconfig`中可能會(huì)有這樣的配置：

這里，`BLOCK_DRIVER_A`選擇時(shí)會(huì)自動(dòng)選擇`DEPENDENCY_X`，而`BLOCK_DRIVER_B`不僅依賴于`BLOCK_DRIVER_A`，還依賴于`DEPENDENCY_Y`。這樣的依賴關(guān)系會(huì)在配置階段被解析，確保編譯時(shí)先編譯依賴項(xiàng)。

3、Makefile及其依賴規(guī)則

內(nèi)核的頂層Makefile以及各子系統(tǒng)、模塊的Makefile共同構(gòu)成了復(fù)雜的依賴關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)執(zhí)行`make`命令時(shí)，頂層Makefile會(huì)遞歸地遍歷所有子目錄，根據(jù)Kconfig配置生成相應(yīng)的`*.config`文件，并進(jìn)一步調(diào)用各子系統(tǒng)的Makefile來(lái)編譯模塊。

每個(gè)模塊的Makefile通常包含類似以下的規(guī)則：

這里的`obj-y`列表指定了要編譯的對(duì)象文件，而`driverA-objs`和`driverB-objs`則定義了構(gòu)成單個(gè)模塊的多個(gè)源文件。Makefile會(huì)按照列表的順序處理這些對(duì)象文件，確保先編譯依賴項(xiàng)。

4、總結(jié)

在上述源碼組織結(jié)構(gòu)、Kconfig配置和Makefile規(guī)則的共同作用下，內(nèi)核模塊的編譯順序(靜態(tài)加載順序)主要受以下因素影響：

源碼目錄結(jié)構(gòu)：內(nèi)核編譯系統(tǒng)通常會(huì)按目錄層級(jí)從上至下、從左至右遞歸地遍歷源碼樹。因此，位于目錄結(jié)構(gòu)較前位置的模塊通常會(huì)被先編譯。

- Kconfig依賴：依賴關(guān)系明確的模塊會(huì)在其依賴項(xiàng)編譯完成后才開始編譯。Kconfig中的`select`、`depends on`等語(yǔ)句確保了這一點(diǎn)。

- Makefile中的對(duì)象列表：在單個(gè)Makefile中，`obj-y`列表的順序決定了模塊編譯的順序。如果模塊間存在隱式依賴（即源碼中直接或間接引用了其他模塊的符號(hào)），正確的Makefile編寫應(yīng)確保依賴模塊先于被依賴模塊出現(xiàn)在列表中。

綜上所述，內(nèi)核模塊靜態(tài)加載的順序控制主要依賴于內(nèi)核源碼的組織結(jié)構(gòu)、Kconfig配置文件中的依賴聲明，以及Makefile中的編譯規(guī)則。這些因素共同確保了編譯過(guò)程中模塊按正確順序被處理，從而保證編譯的正確性和最終內(nèi)核映像的完整性。在實(shí)際開發(fā)過(guò)程中，維護(hù)好這些依賴關(guān)系是至關(guān)重要的，特別是在處理復(fù)雜模塊間依賴或進(jìn)行內(nèi)核定制時(shí)。