在Linux内核开发的早期阶段就实现了initcall，旨用于在启动过程调用函数。在2018年Steven Robstedt添加了trace支持，用于测量每个initcall所花费的时间，以便调试。
initcall背后的基本思想如下：
- 使用initcall将在的对象文件中创建ELF节
- 程序员创建所需的函数，放入这些创建的ELF节
- 内核在启动时便利这些ELF节，执行其中的函数
- initcall有不同的级别，用于组织函数
使用 initcall 有以下好处：代码更模块化、更易维护，因为我们不需要明确地传递、存储和调用函数指针，相反，我们只需将函数标记为适当级别的 initcall，它就会在启动阶段的合适时间自动调用。然而，要知道应该使用哪一个是很难区分的。级别名称反映了 initcall 的顺序，即 initcall 将在哪个部分被调用，所以决定函数级别时，必须了解函数的依赖关系以及函数应在何处执行。
有时并不需要使用 initcall，使用 module_init()就足够了。请注意，initcall 函数只能用于静态内置模块。对于动态可装载的模块，必须使用module_init()。
initcall实现
initcall 的一部分在 include/linux/init.h 中实现。
#define pure_initcall(fn) __define_initcall(fn, 0)
#define core_initcall(fn) __define_initcall(fn, 1)
#define postcore_initcall(fn) __define_initcall(fn, 2)
#define arch_initcall(fn) __define_initcall(fn, 3)
#define subsys_initcall(fn) __define_initcall(fn, 4)
#define fs_initcall(fn) __define_initcall(fn, 5)
#define rootfs_initcall(fn) __define_initcall(fn, rootfs)
#define device_initcall(fn) __define_initcall(fn, 6)
#define late_initcall(fn) __define_initcall(fn, 7)
通过带有两个参数的通用 __define_initcall() 来定义 initcall：
- 函数名
- 一个 ID，用于对 initcall 进行排序。ID既可以是数字，也可以是字符串，参见 rootfs。不同类型的 initcall 会有不同的 ID。 （rootfs级别的函数主要用于挂载 rootfs，可以从 initramfs 或块设备挂载。）
#define __define_initcall(fn, id) ___define_initcall(fn, id, .initcall##id)
#define ___define_initcall(fn, id, __sec) \
static initcall_t __initcall_##fn##id __used \
__attribute__((__section__(#__sec ".init"))) = fn;
___define_initcall()宏使用以下的参数：
- initcall函数名称
- initcall ID
- 创建section节的名称
以core_initcall(plot)为例，看一下宏生成的代码：
core_initcall(plot)
-->__define_initcall(plot,1)
-->___define_initcall(plot,1,.initcall1)
static initcall_t __initcall_plot1 __used \
__attribute__((__section__("initcall1.init"))) = plot;
所有这些参数都将用于创建一个 initcall_t 条目，该条目将根据给定的参数命名。在例子中，是 __initcall_plot1。它指向函数plot。然后通过使用关键字attribute和section，将__initcall_plot1放入.initcall1.init段中。
.initcall1.init段包含所有已注册core initcall的函数地址。其顺序在编译时确定，取决于Makefile。
每种initcall都有一个ID，所以每种类型的initcall根据其ID有不同的段名：.initcall1.init，.initcall2.init。
initcall 排序的主要实现是在 init/main.c 中完成的。
initcall_levels 是一个数组，其中每个条目都是该特定级别的指针。
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,
};
我们已经知道，initcall 是一种将选定函数放在特定段中的机制。这些函数将在启动时被遍历。为此，内核必须以某种方式知道它们的实际位置。这可以通过链接器使用脚本来实现，脚本会创建 __initcall_start 符号（include/asm-generic/vmlinux.lds.h）：
#define INIT_CALLS_LEVEL(level) \
__initcall##level##_start = .; \
KEEP(*(.initcall##level##.init)) \
KEEP(*(.initcall##level##s.init)) \
编译后，生成的链接器脚本（arch/arm/kernel/vmlinux.lds）看起来像这样：
.init.data : AT(ADDR(.init.data) - 0)
__initcall_start = .; KEEP(*(.initcallearly.init))
__initcall0_start = .; KEEP(*(.initcall0.init))
__initcall1_start = .; KEEP(*(.initcall1.init))
__initcall2_start = .; KEEP(*(.initcall2.init))
__initcall3_start = .; KEEP(*(.initcall3.init))
__initcall4_start = .; KEEP(*(.initcall4.init))
__initcall5_start = .; KEEP(*(.initcall5.init))
__initcallrootfs_start = .; KEEP(*(.initcallrootfs.init))
__initcall6_start = .; KEEP(*(.initcall6.init))
__initcall7_start = .; KEEP(*(.initcall7.init))
__initcall_end = .
处理所有可能的 initcall 级别的主函数名为 do_initcalls()，位于 init/main.c 中：
static void __init do_basic_setup(void)
{
[...]
do_initcalls();
}
static void __init do_initcalls(void)
{
int level;
[...]
for (level = 0; level < ARRAY_SIZE(initcall_levels)–1;level++) {
[...]
do_initcall_level(level, command_line);
}
}
该函数将处理数组中的所有级别。关于命令行参数（command_line parameter），它只是通常命令行的一个副本，可以包含模块参数。该函数正在调用另一个函数 do_initcall_level，其代码（简化）如下：
static void __init do_initcall_level(int level,char *command_line)
{
initcall_entry_t *fn;
[...]
for (fn = initcall_levels[level]; fn < initcall_levels[level+1]; fn++)
do_one_initcall(initcall_from_entry(fn));
}
do_initcall_level通过 do_one_initcall 函数调用特定级别的所有 initcall。
int __init_or_module do_one_initcall(initcall_t fn) {
int ret;
[...]
do_trace_initcall_start(fn);
ret = fn();
do_trace_initcall_finish(fn, ret);
[...]
return ret;
}
上述代码有两个要点：
- 使用开始/结束跟踪函数（参见调试部分）
- 执行与用户创建的函数相对应的 initcall_t
总而言之，initcall_levels 是一个数组，包含所有initcall级别的 initcall<n>_start 列表。initcall<n>_start对应于该级别的第一个.initcall<n>.init部分。而.initcall<n>.init存储的是initcall_t条目，它是一个函数指针，指向预设的函数。最终执行通过core_initcall()等宏修饰的函数。
调试
调试命令行参数用于在执行所有 initcalls 函数时打印 2 条信息。这是一个很好的调试参数，可用于检测哪些 initcall 占用了太多时间，尤其是在改进启动时间的情况下。详见参考链接。