Linux 可加载内核模块剖析
简介：Linux® 可加载内核模块（从内核的1.2 版本开始引入）是Linux 内
核的最重要创新之一。它们提供了可伸缩的、动态的内核。探索隐藏在可加载
模块后面的原理，并学习这些独立的对象如何动态地转换成Linux 内核的一部
分。
Linux 就是通常所说的
单内核（
monolithic kernel
）
，即操作系统的大部
分功能都被称为
内核
，并在特权模式下运行。它与
微型内核
不同，后者只把基
本的功能（进程间通信[IPC]、调度、基本的输入/输出[I/O] 和内存管理）当
作内核运行，而把其他功能（驱动程序、网络堆栈和文件系统）排除在特权空
间之外。因此，您可能认为Linux 是一个完全静态的内核，但事实恰恰相反。
通过Linux 内核模块（LKM）可以在运行时动态地更改Linux。
可动态更改
是指可以将新的功能加载到内核、从内核去除某个功能，甚至添加
使用其他LKM 的新LKM。LKM 的优点是可以最小化内核的内存占用，只加载
需要的元素（这是嵌入式系统的重要特性）。
Linux 不是可以进行动态更改的惟一（也不是第一个）单内核。Berkeley
Software Distribution（BSD）的变体、Sun Solaris、更老的内核（比如
OpenVMS），以及其他流行的操作系统（比如Microsoft® Windows® 和
Apple Mac OS X）都支持可加载模块。
剖析内核模块
LKM 与直接编译到内核或典型程序的元素有根本区别。典型的程序有一个
main 函数，其中LKM 包含entry 和exit 函数（在2.6 版本，您可以任意命
名这些函数）。当向内核插入模块时，调用entry 函数，从内核删除模块时则
调用exit 函数。因为entry 和exit 函数是用户定义的，所以存在
module_init 和module_exit 宏，用于定义这些函数属于哪种函数。LKM 还
包含一组必要的宏和一组可选的宏，用于定义模块的许可证、模块的作者、模
块的描述等等。图1 提供了一个非常简单的LKM 的视图。
图 1. 简单 LKM 的源代码视图
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