Linux内核按需动态装载和卸掉模块（1）

文章作者 100test 发表时间 2007:03:14 16:33:03
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Linux是单内核结构，也就是说， 它是一个大程序, 其中任一函数都可以访问公共数据结构和其它函数调用。 (作为操作系统)另外一种可能的结构是多核式的， 各功能块自成一体， 相互之间由严格的通信机制相连。单核结构在添加新模块时，一种方法是重新调整设置，所以非常费时。 比如，你想在内核中加一个NCR 810 SCSI的驱动程序， 你必须重新设置， 重建内核。这也有另外一个办法,Linux 允许动态装载和卸掉模块. Linux 模块是一段可以在机器起动后任意时间被动态连接的代码. 在不需要时, 它们可以被从内核中卸掉. 大多数Linux 模块是设备驱动程序或伪设备驱动程序, 如网络驱动程序, 文件系统等。

你可以使用 insmod 和 rmmod 命令来装载和卸掉 Linux 模块, 内核自己也可以调用内核驻留程序(Kerneld) 来按需要装载和卸掉模块。

按需动态装载模块可以使内核保持最小, 并更具灵活性. 我现在的 Intel 内核由于大量使用动态装载模块, 只有 406 K 字节. 例如， 我很少用到 VFAT 文件系统, 所以我让 Linux 内核只在我装载 VFAT 分区时, 才自动上载 VFAT 文件系统. 当我卸掉 VFAT 分区时, 内核会检测到, 并自动卸掉 VFAT 文件系统. 当测试新程序时, 你如果不想每次都重建内核, 动态装载模块是非常有用的. 但是, 运用模块会多消耗一些内存, 并对速度有一定影响. 并且模块装载程序是一段代码, 它的数据将占用一部份内存. 这样还会造成不能直接访问内核资源, 效率不高的问题.

一旦 Linux 模块被装载后, 它就和一般内核代码一样, 对其它内核代码, 享受同样的访问权限。换句话说， Linux 内核模块可以像其它内核代码, 或驱动程序一样使系统崩溃。模块可以使用内核资源，但首先它需知道怎样调用. 例如, 一个模块要调用 Kmalloc() (内核内存分配程序). 但在模块建立时, 它并不知道到哪儿去找 Kmalloc(), 所以在它被装载时, 内核必须先设定模块中所有 Kmalloc() 调用的函数指针. 内核有一张所有资源调用的列表, 在模块被装载时, 内核重设所有资源调用的函数指针. Linux 允许栈式模块, 即一个模块调用另一个模块的函数. 例如, 由于 VFAT 文件系统可以看成是 FAT 文件系统的超集, 所以 VFAT 文件系统模块需要调用 FAT 文件系统提供的服务。一个模块调用另一模块的资源与调用内核资源很相似。唯一的不同是被调用的模块需被先载入。一个模块被载入后，内核将修改它的内核符号表(KERAEL SYMOBOL TABLE)，加入新载入模块提 供的所有资源和符号。所以另一个模块被载入时， 它就可以调用所有已载入模块提供的服务。

当卸掉一模块时，内核先确定该模块不会再被调用，然后通过某种方式通知它。在该模块被内核卸掉以前，该模块须释放所有占用的系统资源。例如，内存或中断，当模块被卸掉后，内核从内核符号表中删除所有该模块提供的资源。