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Linux内核模块通信 | 符号导出解析

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内容提要

Linux内核提供了多种模块间通讯的方式，其中最便捷的方式之一是通过函数或变量符号导出，然后直接调用。内核维护着一个内核符号表，即kallsyms，其中包含了所有Linux内核中的导出符号。要启用kallsyms，需要在编译内核时将CONFIG_KALLSYMS设置为y。导出符号时，需要在模块函数定义之后使用EXPORT_SYMBOL(函数名)，并在调用该函数的模块中使用extern进行声明。

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关键要点

Linux内核提供多种模块间通讯方式，最便捷的是通过导出符号直接调用。
模块间的全局变量默认相互独立，需通过EXPORT_SYMBOL导出才能被其他模块访问。
EXPORT_SYMBOL()函数将函数或变量对全部内核代码公开，EXPORT_SYMBOL_GPL()仅适用于GPL许可的模块。
内核符号表kallsyms包含所有导出符号，需在编译时设置CONFIG_KALLSYMS为y才能启用。
/proc/kallsyms可访问内核符号表，但在用户态下通常显示为0地址，需root权限查看真实地址。
模块编译时符号查找顺序为：本模块符号表 -> 内核全局符号表 -> Module.symvers文件。
内核符号表包含多种符号类型，如绝对符号、未初始化数据区符号、公共符号等。
使用EXPORT_SYMBOL导出符号时，调用模块需进行extern声明，否则编译报错。
模块加载顺序需先加载被调用模块，再加载调用模块，否则会出现Unknown symbol错误。
EXPORT_SYMBOL_GPL导出的符号只能被GPL许可的模块调用，未包含GPL许可的模块会报错。
模块卸载需按顺序进行，先卸载调用模块，再卸载被调用模块。
模块的全局符号需在模块文件的全局部分输出，才能被其他模块访问。
内核默认不自动导出非静态全局变量和函数，需显式调用EXPORT_SYMBOL导出。

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延伸问答

Linux内核模块如何进行通信？

Linux内核模块可以通过导出符号的方式进行通信，使用EXPORT_SYMBOL导出函数或变量，其他模块通过extern声明来调用。

什么是kallsyms，如何启用它？

kallsyms是Linux内核的符号表，包含所有导出符号。要启用它，需要在编译内核时将CONFIG_KALLSYMS设置为y。

EXPORT_SYMBOL和EXPORT_SYMBOL_GPL有什么区别？

EXPORT_SYMBOL将符号对所有内核代码公开，而EXPORT_SYMBOL_GPL仅允许GPL许可的模块调用这些符号。

如何解决Unknown symbol错误？

Unknown symbol错误通常是因为未正确加载依赖模块，确保先加载被调用模块，再加载调用模块。

模块的全局符号如何导出？

模块的全局符号必须在模块文件的全局部分定义，并使用EXPORT_SYMBOL导出，调用模块需进行extern声明。

如何查看内核符号表中的符号？

可以通过访问/proc/kallsyms查看内核符号表中的符号，但需要root权限才能看到真实地址。

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