Linux操作系统源代码详细分析

日期：2007年10月4日作者：查看:[大字体中字体小字体]

26833：正如将在第10章中详细讨论的那样，锁（lock）是用来限制对资源的访问，这在SMP逻辑单元中尤其重要，因为在这种情况下当一个CPU在修改某数据结构时，另一个CPU可能正在从该数据结构中读取数据，或者也有可能两个CPU同时对同一个数据结构进行修改，等等。在这种情况下，受保护的资源显然是等待队列。非常有趣的是所有的等待队列都使用同一个锁来保护。虽然这种方法要比为每一个等待队列定义一个新锁简单得多，但是这就意味着SMP逻辑单元可能经常会发现自己正在等待一个实际上并不必须的锁。
26838：本段代码遍历非空队列，为队列中正确状态的每一个进程调用wake_up_process（26356行）。如前所述，进程（队列节点）在此可能并没有从队列中移走。这在很大程度上是由于即使队列中的进程正在被唤醒，它仍然可能希望继续存在于等待队列中，这一点正如我们在__wait_event中发现的问题一样。

2.2.3 内核模块
整个内核并不需要同时装入内存。应该确认，为保证系统能够正常运行，一些特定的内核必须总是驻留在内存中，例如，进程调度代码就必须常驻内存。但是内核其他部分，例如大部分的设备驱动就应该仅在内核需要的时候才装载，而在其他情况下则无需占用内存。
举例来说，只有在内核真正和CD-ROM通讯时才需要使用完成内核与CD-ROM通讯的设备驱动程序，因此内核可以被设置为在和设备通讯之前才装载相应代码。内核完成和设备的通讯之后可以将这部分代码丢弃。也就是说，一旦代码不再需要，就可以从内存中移走。系统运行过程中可以增减的这部分内核称为内核模块。
内核模块的优点是可以简化内核自身的开发。假设你购买了一个新的高速CD-ROM驱动器，但是现有的CD-ROM驱动程序并不支持该设备。你自然就希望增加对这种高速模式的支持以提高系统光驱设备的性能。如果作为内核模块来编译驱动程序，你的工作将会方便得多：编译驱动程序、加载到内核、测试、卸载驱动程序、修改驱动程序、再次加载驱动程序到内核、测试，如此周而复始。如果你的驱动程序是直接编辑在内核中的，那么你就必须重新编译整个内核并且在每次修改驱动程序之后重新启动机器。这样慢得很多。
自然，你也必须留意内核模块。对于指明其他内核模块在磁盘上的驻留位置的那些模块，一定不能从内存中卸载，否则，内核将只能通过访问磁盘来装载处理磁盘访问的内核模块，这是不可能实现的。这也是我们要选择把部分内核作为模块编译还是直接编译进内核使其常驻内存的又一个原因。知道自己系统的设置方式，因而也就可以选择正确使用的方式（如果为了确保安全，可以简单的忽略内核模块系统的优点，而把所有的内容都编译到内核里面）。
内核模块会带来一些速度上的损失，这是因为一些必需的代码现在并不在RAM中，必需要从磁盘读入。但是整个系统的性能通常会有所提高，这主要是因为通过丢弃暂时不使用的模块可以释放出额外的RAM供应用程序使用。如果这部分内存被内核所占用，应用程序将只能更加频繁地进行磁盘交换，而这种磁盘交换会显著地降低应用程序的性能（磁盘交换将在第8章中讨论）。
内核模块还会带来因复杂度的增加所造成的开销，这是因为在系统运行的过程中，移进移出部分内核需要额外的代码。然而，复杂度的开销是可以管理的。通过使用外部程序来代理一些必需的工作还可以更进一步降低复杂度的开销（更为确切的说法是，这样做不是减少了复杂度的开销，而是把复杂度的开销重新分配了一下）。这是对内核模块原理的一个小小的扩展：即使是内核的支持模块，对于内核来说也只是外部的、部分可用的，只有在需要的时候才被装入内存。
通常用于这种目的程序称为modprobe。有关的modprobe代码超出了本书的范围，但是在Linux的每个发行版本中都包含有它。本节的剩余部分将讨论同modprobe协同工作，以装载内核模块的内核代码。
1. request_module
24432：作为函数说明之前的注释，request_module是一个函数。内核的其他模块在需要装载其他内核模块的时候，都必须调用这个函数。就像内核处理其他工作一样，这种调用也是为当前运行的进程进行的。从进程的角度来看，这种调用的请求通常是隐含的—正在执行进程其他请求的内核可能会发现，必须调入一个模块才能够完成该请求。例如，请参见10070行，这里是一些将在第7章中讨论的代码。
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