Linux內核模塊-剖析內核模塊（六）

 1.內核模塊對象

  LKM 只不過是一個特殊的可執行可鏈接格式（Executable and Linkable Format，ELF）對象文件。通常，必須鏈接對象文件才能在可執行文件中解析它們的符號和結果。由於必須將 LKM 加載到內核後 LKM 才能解析符號，所以 LKM 仍然是一個 ELF 對象。您可以在 LKM 上使用標準對象工具（在 2.6 版本中，內核對象帶有後綴 .ko,）。例如，如果在 LKM 上使用 objdump 實用工具，您將發現一些熟悉的區段（section），比如.text（說明）、.data（已初始化數據）和 .bss（塊開始符號或未初始化數據）。

圖 2. 具有各種 ELF 區段的 LKM 的示例

2.LKM的生命週期

1. 在用戶空間中，insmod（插入模塊）啓動模塊加載過程。
2. insmod 命令定義需要加載的模塊，並調用 init_module 用戶空間系統調用，開始加載過程。2.6 版本內核的 insmod 命令經過修改後變得非常簡單（70 行代碼），可以在內核中執行更多工作。insmod 並不進行所有必要的符號解析（處理 kerneld），它只是通過 init_module 函數將模塊二進制文件複製到內核，然後由內核完成剩餘的任務。
3. init_module 函數通過系統調用層，進入內核到達內核函數 sys_init_module（參見圖 3）。這是加載模塊的主要函數，它利用許多其他函數完成困難的工作。

圖 3. 加載和卸載模塊時用到的主要命令和函數

類似地，rmmod 命令會使 delete_module 執行 system call 調用，而 delete_module 最終會進入內核，並調用sys_delete_module 將模塊從內核刪除。

• 模塊加載細節：

現在，我們看看加載模塊時的內部函數（參見圖 4）。

1. 當調用內核函數 sys_init_module 時，會開始一個許可檢查，查明調用者是否有權執行這個操作（通過 capable 函數完成）。
2. 然後，調用 load_module 函數，這個函數負責將模塊加載到內核並執行必要的調試（後面還會討論這點）。load_module 函數返回一個指向最新加載模塊的模塊引用。這個模塊加載到系統內具有雙重鏈接的所有模塊的列表上，並且通過 notifier 列表通知正在等待模塊狀態改變的線程。
3. 最後，調用模塊的 init() 函數，更新模塊狀態，表明模塊已經加載並且可用。

圖 4. 內部（簡化的）模塊加載過程

卸載模塊細節省略，詳情可查看以下鏈接：

https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-lkm/