小菜 原创

heroboy008

linux操作系统本身是一个巨内核（某些学校老师会胡扯，居然说linux是微内核，明明现在世界上较为有名的微内核系统只有塞班和minix），为了增加linux内核对日益增加的驱动的支持，linux采用了一种较为有趣的模块机制。

就像之前提到的，linux本身是巨内核，驱动的代码都是直接编译在内核里。但到了今天，linux源码已经有1100多万行了，如果把所有的驱动都编译进内核，即便采用bz2压缩，也要有100MB，一个内核都有100MB，这种体积是无法容忍的。所以linux引入了模块机制。

留心过/boot/目录的人，应该会发现类似于下面的结果：
adam@arch-vm ~ $ ls /boot/ -alh
总用量 13M
drwxr-xr-x  3 root root 4.0K  9月  4 09:33 .
drwxr-xr-x 21 root root 4.0K  9月  8 19:02 ..
drwxr-xr-x  2 root root 4.0K  9月 10 21:20 grub
-rw-r--r--  1 root root 8.1M  9月  4 09:36 kernel26-fallback.img
-rw-r--r--  1 root root 1.6M  9月  4 09:33 kernel26.img
-rw-r--r--  1 root root 1.4M  8月 27 23:19 System.map26
-rw-r--r--  1 root root 2.1M  8月 27 23:19 vmlinuz26
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虽然结果会根据发行版不同而有所差异，但大致上差别不大。
两个.img后缀的是initrd，vmlinuz那个才是真正的内核。（关于initrd请参照日后我写的linux引导详解）
可以看出实际上内核体积小的可怜。这就归功于linux的模块机制。

绝大多数发行版编译内核都是尽可能多的把选项编译成模块（详细编译内核请参照日后我写的内核编译的帖子）
所以内核本身并不大。
如果想要了解内核模块的大小，可以du -sh /lib/modulkes/*
adam@arch-vm ~ $ du -sh /lib/modules/*
102M        /lib/modules/2.6.35-ARCH
复制代码
可见，linux的通用内核的通用性主要还是体现在模块上，而不是内核本身。

linux模块实际上是编译好的模块代码，再加上一定的文件头（linux特定模块头）。
使用的时候，linux先检查模块头中的信息（内核版本号，许可协议等）。然后去除模块头，通过系统调用，将模块代码直接插入到运行中的内核里。之后，模块就成为内核的一部分，功能上和直接编译到内核里是没有区别的。
同时，由于模块的代码是直接运行在内核里的，所以如果模块写的不好有bug，经常会直接导致kernel panic（对于整天只会用X界面的人来说，一般是看不到kernel panic提示的），所以从本质上说，模块并没有提高linux的安全性。（这就是巨内核和微内核的最大的区别）


linux模块使用要点：
1.版本号要一致。
由于模块头信息中有版本号（uname -r的输出结果，所以包括版本号后面添加的自定义字段），而且到现在，linux已经有了无数的版本（现在已经是2.6.35了，不算小版本号，2.6系列已经至少35不同版本了，还有2.2 2.4等等），所以厂商一般不会给出编译好的模块，而是给出半成品的.o文件，然后让用户用自己的内核头文件将对应的.o链接成针对自己内核版本的.ko模块。
所以很多虚拟姬的tools需要gcc和linux-kernel-headers-`uname -r`才能安装。

PS：有一个发行版是特例，那就是傻瓜级的ubuntu，自以为所有用ubuntu的人都是傻瓜，不会自定义内核，所以很多厂商驱动都是只提供编译好的（针对ubuntu发行版指定的少数内核）。而且ubuntu并不鼓励用户修改配置（从ubuntu的很多配置文件里可以看出），完全违背了linux的可自定义的特点，所以真·linuxer都应该去BS ubuntu。

2.新编译出的模块最好不要直接使用
由于模块间通常有复杂的依赖关系，在编译好新模块后，通常要用sudo depmod -a来重新计算模块依赖关系。（通常情况下，厂商提供的Makefile中在install这个目标上已经做好这一步了）

3.模块使用
早期linux版本中使用insmod来安装模块，现在使用modprobe安装，参数直接接模块名。
程序会自动搜索/lib/modules/`uanme -r`来寻找模块。同时会自动装载有依赖关系的模块。
使用modprbe -r来移除正在使用的模块，同理会自动处理依赖关系。

本文只是简单介绍了一下linux模块。
其实由于linux的模块机制，给linux的启动也带来了一定的变化。