阅读内核系列之EXPORT_SYMBOL展开
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[导读] 写驱动时，常常遇到EXPORT_SYMBOL，这究竟做了啥，对于做底层开发而言，了解其内在实现机制，对于开发还是很有益的。本文就来剖析一下其内在实现机制及其作用。从本文开始，将开始不定期更新阅读内核代码的笔记，内核代码庞大，且限于水平，如发现错误，文末开了个小程序留言功能进行讨论，真诚欢迎讨论交流。让我们一起来阅读内核代码吧～～～
概要介绍
内核代码中几个常见用于导出符号的宏为：
#define EXPORT_SYMBOL(sym)
#define EXPORT_SYMBOL_GPL(sym)
#define EXPORT_SYMBOL_GPL_FUTURE(sym)
#define EXPORT_UNUSED_SYMBOL(sym)
#define EXPORT_UNUSED_SYMBOL_GPL(sym)
其作用分别为：
EXPORT_SYMBOL：导出一般符号，用于使内部符号变成可加载模块。可加载模块的含义是可以通过命令insmod 动态加载内核模块。
EXPORT_SYMBOL_GPL：导出只兼容GPL License的符号，这些符号仅对具有GPL兼容许可证的模块可用。GPL-only符号的可能意图：
已有符号，限定使用该符号的模块都只能是内核的派生产品。
对于新创建的符号，其创建者可以通过这个机制限定其仅适用于GPL。
EXPORT_SYMBOL_GPL_FUTURE ，其目的是标记将来可能被更改为GPL-only导出的符号。如果非GPL模块使用了此类符号，则内核将发出警告，表明该模块将在将来的某个时间中断。幸运的是，这些警告将帮助专有模块的作者提前为更改做好准备。
EXPORT_UNUSED_SYMBOL, EXPORT_UNUSED_SYMBOL_GPL这两个基本没用，估计是预留接口。
以内核调度器举例，先不关心函数内部实现细节。
asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
{
struct task_struct *tsk = current;
sched_submit_work(tsk);
do {
preempt_disable();
__schedule(false);
sched_preempt_enable_no_resched();
} while (need_resched());
}
EXPORT_SYMBOL(schedule);
其中：EXPORT_SYMBOL 宏定义为：
#define EXPORT_SYMBOL(sym) \
__EXPORT_SYMBOL(sym, "")
而__EXPORT_SYMBOL 的宏定义为：
#define __EXPORT_SYMBOL(sym, sec) \
extern typeof(sym) sym; \
__CRC_SYMBOL(sym, sec) \
static const char __kstrtab_##sym[] \
__attribute__((section("__ksymtab_strings"), aligned(1))) \
= VMLINUX_SYMBOL_STR(sym); \
extern const struct kernel_symbol __ksymtab_##sym; \
__visible const struct kernel_symbol __ksymtab_##sym \
__used \
__attribute__((section("___ksymtab" sec "+" #sym), unused)) \
= { (unsigned long)&sym, __kstrtab_##sym }
而__CRC_SYMBOL的宏定义为：
#define __CRC_SYMBOL(sym, sec) \
extern __visible void *__crc_##sym __attribute__((weak)); \
static const unsigned long __kcrctab_##sym \
__used \
__attribute__((section("___kcrctab" sec "+" #sym), unused)) \
= (unsigned long) &__crc_##sym;
这里还有个VMLINUX_SYMBOL_STR宏，其定义如下：
/* Some toolchains use a `_' prefix for all user symbols. */
#ifdef CONFIG_HAVE_UNDERSCORE_SYMBOL_PREFIX
#define __VMLINUX_SYMBOL(x) _##x
#define __VMLINUX_SYMBOL_STR(x) "_" #x
#else
#define __VMLINUX_SYMBOL(x) x
#define __VMLINUX_SYMBOL_STR(x) #x
#endif
#define VMLINUX_SYMBOL_STR(x) __VMLINUX_SYMBOL_STR(x)
假定CONFIG_HAVE_UNDERSCORE_SYMBOL_PREFIX定义了，则全部展开为：
那么全部展开后，得到了什么呢？
extern typeof(schedule) schedule; \
extern __visible void *__crc_schedule __attribute__((weak)); \
static const unsigned long __kcrctab_schedule \
__used \
__attribute__((section("___kcrctab" sec "+" "schedule"), unused)) \
= (unsigned long) &__crc_schedule;
static const char __kstrtab_schedule[] \
__attribute__((section("__ksymtab_strings"), aligned(1))) \
= "_" "schedule"; \
extern const struct kernel_symbol __ksymtab_schedule; \
__visible const struct kernel_symbol __ksymtab_schedule \
__used \
__attribute__((section("___ksymtab" sec "+" "schedule"), unused)) \
= { (unsigned long)&schedule, __kstrtab_schedule };
这样还是不直观，去掉不必要的换行符，整理一下：
asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
{
struct task_struct *tsk = current;
sched_submit_work(tsk);
do {
preempt_disable();
__schedule(false);
sched_preempt_enable_no_resched();
} while (need_resched());
}
/*以下部分都属于EXPORT_SYMBOL(schedule)的展开*/
extern typeof(schedule) schedule;
extern __visible void *__crc_schedule __attribute__((weak));
static const unsigned long __kcrctab_schedule __used \
__attribute__((section("___kcrctab" sec "+" "schedule"), unused)) \
= (unsigned long) &__crc_schedule;
static const char __kstrtab_schedule[] __attribute__((section("__ksymtab_strings"), aligned(1))) = "_" "schedule";
extern const struct kernel_symbol __ksymtab_schedule;
__visible const struct kernel_symbol __ksymtab_schedule __used __attribute__((section("___ksymtab" sec "+" "schedule"), unused)) = {
(unsigned long)&schedule, __kstrtab_schedule
};
EXPORT_SYMBOL(schedule)展开成这么一个玩意儿，要理解其内在机制，这里涉及到了很多内核代码关键词，比如：
asmlinkage
__visible
extern typeof(schedule) schedule
kernel_symbol
……
这个且待下回分解。
—END—
如果喜欢右下点个在看，也会让我倍感鼓舞
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