struct module结构体 和 THIS_MODULE详解

原文地址：http://blog.csdn.net/jk110333/article/details/8563647

结构体struct module

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_UNLOAD
        struct module_ref ref[NR_CPUS];
        struct list_head modules_which_use_me;
        struct task_struct *waiter;
        void (*exit)(void);
#endif

#ifdef CONFIG_KALLSYMS
        Elf_Sym *symtab;
        unsigned long num_symtab;
        char *strtab;
        struct module_sect_attrs *sect_attrs;
#endif
        void *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。

enum module_state
{
    MODULE_STATE_LIVE,  //模块当前正常使用中（存活状态） 0
    MODULE_STATE_COMING, //模块当前正在被加载  1
    MODULE_STATE_GOING,  //模块当前正在被卸载  2
};

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
    MODULE_LICENSE("GPL");
    MODULE_AUTHOR("Jack Chen");/*作者*/
    MODULE_DESCRIPTION("HELLO");
    MODULE_VERSION("1.0");//版本号
    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 );
              printk(KERN_ALERT"module version:%s\n",THIS_MODULE->version);
        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 );
        printk("find_module bye...\n");
    }

    module_init(hello_init);
    module_exit(hello_exit);

owner是一个struct module *类型的结构体指针，现在告诉你的是每个struct module结构体在内核里都代表了一个内核模块，就像十七大里的每个代表都代表了一批人，至于代表了什么人，选他们的人才知道，同样，每个struct module结构体代表了什么模块，对它进行初始化的模块才知道。当然，初始化这个结构不是写驱动的人该做的事，是在刚才略过的那个从insmod或 modprobe到你驱动的xxx_init函数的曲折过程中做的事。insmod命令执行后，会调用kernel/module.c里的一个系统调用init_module，它会调用load_module函数，将用户空间传入的整个内核模块文件创建成一个内核模块，并返回一个struct module结构体，从此，内核中便以这个结构体代表这个内核模块。

再看看THIS_MODULE宏是什么意思

它在include/linux/module.h里的定义是
85 #define THIS_MODULE (&__this_module)
    是一个struct module变量，代表当前模块，与那个著名的current有几分相似，可以通过THIS_MODULE宏来引用模块的struct module结构，比如使用THIS_MODULE->state可以获得当前模块的状态。现在你应该明白为啥在那个岁月里，你需要毫不犹豫毫不迟疑的将struct usb_driver结构里的owner设置为THIS_MODULE了吧，这个owner指针指向的就是你的模块自己。那现在owner咋就说没就没了那？这个说来可就话长了，咱就长话短说吧。不知道那个时候你有没有忘记过初始化owner，反正是很多人都会忘记，大家都把注意力集中到probe、 disconnect等等需要动脑子的角色上面了，这个不需要动脑子，只需要花个几秒钟指定一下的owner反倒常常被忽视，这个就是容易得到的往往不去珍惜，不容易得到的往往日日思量着去争取。于是在2006年的春节前夕，在咱们都无心工作无心学习等着过春节的时候，Greg坚守一线，去掉了 owner，于是千千万万个写usb驱动的人再也不用去时刻谨记初始化owner了。咱们是不用设置owner了，可core里不能不设置，struct usb_driver结构里不是没有owner了么，可它里面嵌的那个struct device_driver结构里还有啊，设置了它就可以了。于是Greg同时又增加了usb_register_driver()这么一层，usb_register()可以通过将参数指定为THIS_MODULE去调用它，所有的事情都挪到它里面去做。反正usb_register() 也是内联的，并不会增加调用的开销。