本文主要分析linux内核如何顺序调用init_call初始化函数，所使用的内核版本为linux5.0.5。

一.内核按级别调用初始化函数过程

linux内核initcall调用的入口函数为do_initcalls(),该函数位于init/main.c中。

该函数根据级别通过do_initcall_level函数依次进行所有级别的初始化工作，在linux内核该级别定义如下：

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extern initcall_entry_t __initcall_start[];
extern initcall_entry_t __initcall0_start[];
extern initcall_entry_t __initcall1_start[];
extern initcall_entry_t __initcall2_start[];
extern initcall_entry_t __initcall3_start[];
extern initcall_entry_t __initcall4_start[];
extern initcall_entry_t __initcall5_start[];
extern initcall_entry_t __initcall6_start[];
extern initcall_entry_t __initcall7_start[];
extern initcall_entry_t __initcall_end[];

static initcall_entry_t *initcall_levels[] __initdata = {
	__initcall0_start,
	__initcall1_start,
	__initcall2_start,
	__initcall3_start,
	__initcall4_start,
	__initcall5_start,
	__initcall6_start,
	__initcall7_start,
	__initcall_end,
};

/* Keep these in sync with initcalls in include/linux/init.h */
static const char *initcall_level_names[] __initdata = {
	"pure",
	"core",
	"postcore",
	"arch",
	"subsys",
	"fs",
	"device",
	"late",
};

initcall_levels数组中总共0-7这八个级别，通过对应的initcall_level_names数组可知其类别。数组中每一项为该级别中第一个初始化函数的地址，在do_initcall_level函数中通过for循环调用do_one_initcall函数调用一个级别中的所有初始化函数。

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for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++)
		do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));

do_one_initcall函数传入参数为initcall_t类型，该类型在内核中的定义如下：

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/*
 * Used for initialization calls..
 */
typedef int (*initcall_t)(void);
typedef void (*exitcall_t)(void);

由以上定义可知，内核模块和子系统入口和出口函数的格式。

函数do_one_initcall所做的工作：

do_one_initcall函数首先判断要调用的函数是否在“黑名单”中，如果在则不调用这个初始化函数。

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if (initcall_blacklisted(fn))
		return -EPERM;

紧接着调用该初始化函数指针。

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do_trace_initcall_start(fn);
ret = fn();
do_trace_initcall_finish(fn, ret);

然后判断优先级是否被改变，中断是否被屏蔽，并根据判断结果做相应的恢复工作。

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if (preempt_count() != count) {
	sprintf(msgbuf, "preemption imbalance ");
	preempt_count_set(count);
}
if (irqs_disabled()) {
	strlcat(msgbuf, "disabled interrupts ", sizeof(msgbuf));
	local_irq_enable();
}

上面代码片段中的count是在do_one_initcall开始的时候进行保存的。

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int count = preempt_count();

二.初始化入口函数设置

以内核USB子系统为例，usb子系统的初始化设置如下：

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subsys_initcall(usb_init);

由以上代码可知，设置子系统初始化函数的宏为subsys_initcall，该宏定义在内核init.h中。

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#define subsys_initcall(fn)		__define_initcall(fn, 4)

__define_initcall宏的定义如下：

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/*
 * initcalls are now grouped by functionality into separate
 * subsections. Ordering inside the subsections is determined
 * by link order. 
 * For backwards compatibility, initcall() puts the call in 
 * the device init subsection.
 *
 * The `id' arg to __define_initcall() is needed so that multiple initcalls
 * can point at the same handler without causing duplicate-symbol build errors.
 *
 * Initcalls are run by placing pointers in initcall sections that the
 * kernel iterates at runtime. The linker can do dead code / data elimination
 * and remove that completely, so the initcall sections have to be marked
 * as KEEP() in the linker script.
 */

#ifdef CONFIG_HAVE_ARCH_PREL32_RELOCATIONS
#define ___define_initcall(fn, id, __sec)			\
	__ADDRESSABLE(fn)					\
	asm(".section	\"" #__sec ".init\", \"a\"	\n"	\
	"__initcall_" #fn #id ":			\n"	\
	    ".long	" #fn " - .			\n"	\
	    ".previous					\n");
#else
#define ___define_initcall(fn, id, __sec) \
	static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
		__attribute__((__section__(#__sec ".init"))) = fn;
#endif

#define __define_initcall(fn, id) ___define_initcall(fn, id, .initcall##id)

完全展开该宏后可知将usb_init函数放到了.initcall4.init段。该工作由架构目录下内核链接脚本完成。根据以上步骤分析module_init宏得知模块初始化放到.initcall6.init段，说明模块初始化优先级低于子系统初始化，而内核正是按照这种优先级别完成顺序初始化工作的。