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Linux内核模块

动态可加载内核模块、单块内核(monolithic)的操作系统

尽管Linux是单块内核(monolithic)的操作系统--这是说整个系统内核都运行于一个单独的保护域中，但是linux内核是模块化组成的，它允许内核在运行时动态地向其中插入或从中删除代码。这些代码(包括相关的子线程、数据、函数入口和函数出口)被一并组合在一个单独的二进制镜像中，即所谓的可装载内核模块中，或简称为模块。支持模块的好处是基本内核镜像尽可能的小，因为可选的功能和驱动程序可以利用模块形式再提供。模块允许我们方便地删除和重新载入内核代码，也方便了调试工作。而且当热插拔新设备时，可通过命令载入新的驱动程序。

概念
首先什么是内核模块呢?这对于初学者无非是个非常难以理解的概念。内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。
模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成，用来实现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。
总之，模块是一个为内核（从某种意义上来说，内核也是一个模块）或其他内核模块提供使用功能的代码块。
优缺点
利用内核模块的动态装载性具有如下优点：
·将内核映象的尺寸保持在最小，并具有最大的灵活性；
·便于检验新的内核代码，而不需重新编译内核并重新引导。
但是，内核模块的引入也带来了如下问题：
·对系统性能和内存利用有负面影响；
·装入的内核模块和其他内核部分一样，具有相同的访问权限，因此，差的内核模块会导致系统崩溃；
·为了使内核模块访问所有内核资源，内核必须维护符号表，并在装入和卸载模块时修改这些符号表；
·有些模块要求利用其他模块的功能，因此，内核要维护模块之间的依赖性。
·内核必须能够在卸载模块时通知模块，并且要释放分配给模块的内存和中断等资源；
·内核版本和模块版本的不兼容，也可能导致系统崩溃，因此，严格的版本检查是必需的。
尽管内核模块的引入同时也带来不少问题，但是模块机制确实是扩充内核功能一种行之有效的方法，也是在内核级进行编程的有效途径。
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