Linux核心模組

儘管Linux是"單塊核心“(monolithic)的作業系統--這是說整個系統核心都運行於一個單獨的保護域中，但是linux核心是模組化組成的，它允許核心在運行時動態地向其中插入或從中刪除代碼。這些代碼(包括相關的子執行緒、數據、函式入口和函式出口)被一併組合在一個單獨的二進制鏡像中，即所謂的可裝載核心模組中，或簡稱為模組。支持模組的好處是基本核心鏡像儘可能的小，因為可選的功能和驅動程式可以利用模組形式再提供。模組允許我們方便地刪除和重新載入核心代碼，也方便了調試工作。而且當熱插拔新設備時，可通過命令載入新的驅動程式。

概念

首先什麼是核心模組呢?這對於初學者無非是個非常難以理解的概念。核心模組是Linux核心向外部提供的一個插口，其全稱為動態可載入核心模組（Loadable Kernel Module，LKM），我們簡稱為模組。Linux核心之所以提供模組機制，是因為它本身是一個單核心（monolithic kernel）。單核心的最大優點是效率高，因為所有的內容都集成在一起，但其缺點是可擴展性和可維護性相對較差，模組機制就是為了彌補這一缺陷。

模組是具有獨立功能的程式，它可以被單獨編譯，但不能獨立運行。它在運行時被連結到核心作為核心的一部分在核心空間運行，這與運行在用戶空間的進程是不同的。模組通常由一組函式和數據結構組成，用來實現一種檔案系統、一個驅動程式或其他核心上層的功能。

總之，模組是一個為核心（從某種意義上來說，核心也是一個模組）或其他核心模組提供使用功能的代碼塊。

優缺點

利用核心模組的動態裝載性具有如下優點：

·將核心映象的尺寸保持在最小，並具有最大的靈活性；

·便於檢驗新的核心代碼，而不需重新編譯核心並重新引導。

但是，核心模組的引入也帶來了如下問題：

·對系統性能和記憶體利用有負面影響；

·裝入的核心模組和其他核心部分一樣，具有相同的訪問許可權，因此，差的核心模組會導致系統崩潰；

·為了使核心模組訪問所有核心資源，核心必須維護符號表，並在裝入和卸載模組時修改這些符號表；

·有些模組要求利用其他模組的功能，因此，核心要維護模組之間的依賴性。

·核心必須能夠在卸載模組時通知模組，並且要釋放分配給模組的記憶體和中斷等資源；

·核心版本和模組版本的不兼容，也可能導致系統崩潰，因此，嚴格的版本檢查是必需的。

儘管核心模組的引入同時也帶來不少問題，但是模組機制確實是擴充核心功能一種行之有效的方法，也是在核心級進行編程的有效途徑。