Linux内核模块采用专用的地址空间，有一定的固定大小，具体可以通过起机dmesg信息里的字段来确认

Memory: 245540K/262144K available (3043K kernel code, 1665K rwdata, 1112K rodata, 176K init, 6356K bss, 16604K reserved, 0K cma-reserved)

Virtual kernel memory layout:

vector : 0xffff0000 - 0xffff1000 ( 4 kB)

fixmap : 0xffc00000 - 0xfff00000 (3072 kB)

vmalloc : 0xd0800000 - 0xff000000 ( 744 MB)

lowmem : 0xc0000000 - 0xd0000000 ( 256 MB)

modules : 0xbe600000 - 0xc0000000 ( 26 MB) <<< 模块地址空间

.text : 0xc0018000 - 0xc04272b0 (4157 kB)

.init : 0xc0428000 - 0xc0454000 ( 176 kB)

.data : 0xc0454000 - 0xc05f45c0 (1666 kB)

.bss : 0xc05f45c0 - 0xc0c295ec (6357 kB)

所需空间大小

模块在加载时，会调用module_alloc()来申请一块内存来存放模块的内容，需要的大小如下：

​ 代码段(.text) + 未初始化全局或静态变量(.bss) + 已初始化全局或静态变量(.data)

关联源码

模块在加载时，内核会调用module_alloc()来申请足够的内存来存放模块内容。module_alloc有2处定义：

kernel/module.c: 定义一个弱符号module_alloc()，若arch下没有定义强符号，就使用它，实际基本没什么用

void * __weak module_alloc(unsigned long size)

{

return vmalloc_exec(size);

}

arch/arm/kernel/module.c: 基于CPU平台来定义module_alloc()，属于强符号

#ifdef CONFIG_MMU

void *module_alloc(unsigned long size)

{

return __vmalloc_node_range(size, 1, MODULES_VADDR, MODULES_END,

GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL_EXEC, 0, NUMA_NO_NODE,

__builtin_return_address(0));

}

#endif

实际范围为MODULES_VADDR~MODULES_END

#define MODULES_END (PAGE_OFFSET)

#define MODULES_VADDR (MODULES_END - 16*1048576)

对于arm平台，默认模块地址空间为16M，修改内核代码，可以扩大到28M

https://patchwork.kernel.org/project/linux-arm-kernel/patch/002001cf07a1$fd4bdc10$f7e39430$@lge.com/

diff --git a/arch/arm/Kconfig b/arch/arm/Kconfig index c1f1a7e..cf1fb55 100644

--- a/arch/arm/Kconfig

+++ b/arch/arm/Kconfig

@@ -2257,6 +2257,10 @@ config ARM_CPU_SUSPEND

endmenu

+config MODULES_AREA_SIZE

+ int

+ default 0x1000000

+

source "net/Kconfig"

source "drivers/Kconfig"

diff --git a/arch/arm/include/asm/memory.h b/arch/arm/include/asm/memory.h

index 6976b03..3396758 100644

--- a/arch/arm/include/asm/memory.h

+++ b/arch/arm/include/asm/memory.h

@@ -32,13 +32,17 @@

#ifdef CONFIG_MMU

+#if CONFIG_MODULES_AREA_SIZE > SZ_32M

+#error Too much space for modules

+#endif

+

/*

* PAGE_OFFSET - the virtual address of the start of the kernel image

* TASK_SIZE - the maximum size of a user space task.

* TASK_UNMAPPED_BASE - the lower boundary of the mmap VM area

*/

-#define PAGE_OFFSET UL(CONFIG_PAGE_OFFSET)

-#define TASK_SIZE (UL(CONFIG_PAGE_OFFSET) - UL(SZ_16M))

+#define PAGE_OFFSET UL(CONFIG_PAGE_OFFSET)

+#define TASK_SIZE (UL(CONFIG_PAGE_OFFSET) -

UL(CONFIG_MODULES_AREA_SIZE))

#define TASK_UNMAPPED_BASE ALIGN(TASK_SIZE / 3, SZ_16M)

MODULE_PLTS

Linux新的内核引入module PLT(Procedure Link Table)机制，让模块加载使用vmalloc空间的方法，解决模块空间不够用的问题。

变更履历

#ifdef CONFIG_MMU

void *module_alloc(unsigned long size)

{

gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;

void *p;

/* Silence the initial allocation */

if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM_MODULE_PLTS))

gfp_mask |= __GFP_NOWARN;

p = __vmalloc_node_range(size, 1, MODULES_VADDR, MODULES_END,

gfp_mask, PAGE_KERNEL_EXEC, 0, NUMA_NO_NODE,

__builtin_return_address(0));

if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM_MODULE_PLTS) || p)

return p;

return __vmalloc_node_range(size, 1, VMALLOC_START, VMALLOC_END,

GFP_KERNEL, PAGE_KERNEL_EXEC, 0, NUMA_NO_NODE,

__builtin_return_address(0));

}

#endif

使用方法

配置CONFIG_ARM_MODULE_PLTS=y

配置CONFIG_ARM64_MODULE_PLTS=y

最终的效果如下图所示，模块的地址并不是常见的0xbf打头，而是落在vmalloc区域

image.png

模块空间占用裁减

通过objdump -t命令可以查看模块的所有符号

识别所有符号里的.bss和.data部分，确认是否有大块的变量符号

整改大块的变量符号，将其转变为动态申请的内存形式