linux-kernel - 编译器/链接器如何解析内核 API，例如从 linux 上的模块调用的 'printk'

Question

我已经编写了一个示例 hello.ko 内核模块:

#include <linux/module.h>      /* Needed by all modules */
#include <linux/kernel.h>      /* Needed for KERN_INFO */

int init_module(void)
{
        printk(KERN_INFO "Hello world.\n");
        return 0;
}

void cleanup_module(void)
{
        printk(KERN_INFO "Goodbye world 1.\n");
}

在这里，我使用了“printk”方法，它是 Linux 公开的内核 API。我可以在“/proc/kallsyms”中看到 Linux 导出的符号。我很想知道 gcc/ld 如何链接被调用的内核 API？ gcc/ld 是否从“/proc/kallsyms”或其他文件中获取内核方法的地址并执行链接？如果是，gcc/ld 如何知道这一点？我找不到任何可以说明这一点的选项。

Answer 1

Linux 内核的模块加载器基本上包含一个专用运行时链接器。 .ko 文件实际上是一个与任何其他文件一样的目标文件，因此它带有一个符号表。如果你运行 nm在它上面(nm <path/to/some_module.ko>)，你会看到很多标记为“U”的符号，即“未定义”。这包括模块使用的核心内核函数的符号，例如 printk , __kmalloc , kfree等，但在许多情况下还有其他模块实现的符号。

当模块被加载时，内核运行模块的 undefined symbol 并在(运行时)符号表中查找它们，修补相关的内存位置，就像任何其他链接器一样。如果符号表中还没有任何 undefined symbol ，加载将失败(使用 insmod 而不是 modprobe 很容易演示，因为它不会加载依赖项)。它还将模块导出的任何符号添加到符号表中以供其他模块使用，跟踪依赖关系，因此您不能抽出另一个模块使用的模块。 Ilya Matveychikov已在评论中链接到模块加载器中的相关代码，如果您想了解所有血腥细节，这将有所帮助。