linux 内核 THIS_MODULE宏定义详解

结构体struct module在内核中代表一个内核模块，通过insmod(实际执行init_module系统调用)把自己编写的内核模块插入内核时，模块便与一个 struct module结构体相关联，并成为内核的一部分。下面是结构体struct module的完整定义，接下来会逐个解释：

 struct module{enum module_state state;struct list_head list;char name[MODULE_NAME_LEN];struct module_kobject mkobj;struct module_param_attrs *param_attrs;const char *version;const char *srcversion;const struct kernel_symbol *syms;unsigned int num_syms;const unsigned long *crcs;const struct kernel_symbol *gpl_syms;unsigned int num_gpl_syms;const unsigned long *gpl_crcs;unsigned int num_exentries;const struct exception_table_entry *extable;int (*init)(void);void *module_init;void *module_core;unsigned long init_size, core_size;unsigned long init_text_size, core_text_size;struct mod_arch_specific arch;int unsafe;int license_gplok;#ifdef CONFIG_MODULE_UNLOADstruct module_ref ref[NR_CPUS];struct list_head modules_which_use_me;struct task_struct *waiter;void (*exit)(void);
#endif#ifdef CONFIG_KALLSYMSElf_Sym *symtab;unsigned long num_symtab;char *strtab;struct module_sect_attrs *sect_attrs;
#endifvoid *percpu;char *args;};

我们插入一个内核模块，一般会使用工具insmod，该工具实际上调用了系统调用init_module，在该系统调用函数中，首先调用 load_module，把用户空间传入的整个内核模块文件创建成一个内核模块，返回一个struct module结构体。内核中便以这个结构体代表这个内核模块。

state是模块当前的状态。它是一个枚举型变量，可取的值为：MODULE_STATE_LIVE，MODULE_STATE_COMING，MODULE_STATE_GOING。分别表示模块当前正常使用中（存活状态），模块当前正在被加载，模块当前正在被卸载。load_module函数中完成模块的部分创建工作后，把状态置为MODULE_STATE_COMING，sys_init_module函数中完成模块的全部初始化工作后（包括把模块加入全局的模块列表，调用模块本身的初始化函数)，把模块状态置为MODULE_STATE_LIVE，最后，使用rmmod工具卸载模块时，会调用系统调用delete_module，会把模块的状态置为MODULE_STATE_GOING。这是模块内部维护的一个状态。

list是作为一个列表的成员，所有的内核模块都被维护在一个全局链表中，链表头是一个全局变量struct module *modules。任何一个新创建的模块，都会被加入到这个链表的头部，通过modules->next即可引用到。

name是模块的名字，一般会拿模块文件的文件名作为模块名。它是这个模块的一个标识。

另外，还要介绍一下宏THIS_MODULE，它的定义如下是#define THIS_MODULE (&__this_module)，__this_module是一个struct module变量，代表当前模块，跟current有几分相似。可以通过THIS_MODULE宏来引用模块的struct module结构，试试下面的模块：

#include <linux/module.h>MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");static int hello_init(void)
{unsigned int cpu = get_cpu();struct module *mod;printk(KERN_ALERT "this module: %p==%p/n", &__this_module, THIS_MODULE );printk(KERN_ALERT "module state: %d/n", THIS_MODULE->state );printk(KERN_ALERT "module name: %s/n", THIS_MODULE->name );list_for_each_entry(mod, *(&THIS_MODULE->list.prev), list )printk(KERN_ALERT "module name: %s/n", mod->name );return 0;
}static void hello_exit(void)
{printk(KERN_ALERT "module state: %d/n", THIS_MODULE->state );
}module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

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以下均针对于内核2.6.18

在module.h 中 THIS_MODULE的定义如下：

extern struct module __this_module;
#define THIS_MODULE (&__this_module)

即是保存了__this_module这个对象的地址，那这个__this_module在哪里定义呢？这就要从module的编译说起啦，如果编译过模块就会发现，会生成*.mod.c这样的一个文件，打开这个文件，就会发现，类似下面的定义：

struct module __this_module
__attribute__((section(".gnu.linkonce.this_module"))) = {.name = KBUILD_MODNAME,.init = init_module,
#ifdef CONFIG_MODULE_UNLOAD.exit = cleanup_module,
#endif
};

这个文件是调用modpost生成的，modpost的main中有这样一段代码：

  for (mod = modules; mod; mod = mod->next) {if (mod->skip)continue;buf.pos = 0;add_header(&buf, mod);add_versions(&buf, mod);add_depends(&buf, mod, modules);add_moddevtable(&buf, mod);add_srcversion(&buf, mod);sprintf(fname, "%s.mod.c", mod->name);write_if_changed(&buf, fname);}

其中的add_header就偷偷添加了__this_module 的定义

static void add_header(struct buffer *b, struct module *mod)
{buf_printf(b, "#include <linux/module.h>\n");buf_printf(b, "#include <linux/vermagic.h>\n");buf_printf(b, "#include <linux/compiler.h>\n");buf_printf(b, "\n");buf_printf(b, "MODULE_INFO(vermagic, VERMAGIC_STRING);\n");buf_printf(b, "\n");buf_printf(b, "struct module __this_module\n");buf_printf(b, "__attribute__((section(\".gnu.linkonce.this_module\"))) = {\n");buf_printf(b, " .name = KBUILD_MODNAME,\n");if (mod->has_init)buf_printf(b, " .init = init_module,\n");if (mod->has_cleanup)buf_printf(b, "#ifdef CONFIG_MODULE_UNLOAD\n"" .exit = cleanup_module,\n""#endif\n");buf_printf(b, "};\n");
}

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