linux 内核模块链接过程

学无止境，一直在做内核开发，却从来没有仔细想过这个过程。因为所有的程序都有个编译，链接的过程。
在linux内核模块中，我们可以使用很多内核export出的函数，来实现我们的功能，作为内核附属功能的扩展。但是这些export出来的函数在hook的时候是远远不够用的，所以我们往往还要获取一些没有export出来的函数。
使用这些没有export出来的函数就要我们清楚的知道内核模块是如何link的，也就是如何寻找符号的。

kallsyms_lookup_name

首先来谈下这个函数，我们往往发现kallsyms_lookup_name能找到很多没有导出的符号。它的原理和insmod插入时的寻找符号是不一样的，它取决于一个config(CONFIG_KALLSYMS),开启了这个开关就会从一个数组中找到很多符号。这个开关一个是给/proc/kallsysms用，还有一个是当kernel panic的时候，打出stack tree。所以kallsyms_lookup_name只有代码段的符号（导出和没有导出的都有），这样会导致一个初始化的全局变量的符号是通过kallsyms_lookup_name找不到的。

内核模块中符号的链接过程

内核模块载入后，解析模块中符号的函数在kernel/module.c::find_symbol->each_symbol。

• 1. 第一步会从一个叫做ksymtab的段中找符号。
• 2. 如果没有找到就会去遍历所有的内核模块，看有没有导出的符号。

如果都没有找到，就会报找不到函数的错误。
口说无凭，看代码：

//寻找符号的入口函数
const struct kernel_symbol *find_symbol(const char *name,
                    struct module **owner,
                    const unsigned long **crc,
                    bool gplok,
                    bool warn)
{
    struct find_symbol_arg fsa;

    fsa.name = name;
    fsa.gplok = gplok;
    fsa.warn = warn;

    if (each_symbol_section(find_symbol_in_section, &fsa)) {
        if (owner)
            *owner = fsa.owner;
        if (crc)
            *crc = fsa.crc;
        return fsa.sym;
    }

    pr_debug("Failed to find symbol %s\n", name);
    return NULL;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(find_symbol);

在这个函数中首先会从ksymtab段中去寻找，这个段中是在编译期间，就会把kernel export出来的函数填充在vmlinux的这个段中的。

bool each_symbol_section(bool (*fn)(const struct symsearch *arr,
                    struct module *owner,
                    void *data),
             void *data)
{
    struct module *mod;
    static const struct symsearch arr[] = {
        { __start___ksymtab, __stop___ksymtab, __start___kcrctab,
          NOT_GPL_ONLY, false },
        { __start___ksymtab_gpl, __stop___ksymtab_gpl,
          __start___kcrctab_gpl,
          GPL_ONLY, false },
        { __start___ksymtab_gpl_future, __stop___ksymtab_gpl_future,
          __start___kcrctab_gpl_future,
          WILL_BE_GPL_ONLY, false },
#ifdef CONFIG_UNUSED_SYMBOLS
        { __start___ksymtab_unused, __stop___ksymtab_unused,
          __start___kcrctab_unused,
          NOT_GPL_ONLY, true },
        { __start___ksymtab_unused_gpl, __stop___ksymtab_unused_gpl,
          __start___kcrctab_unused_gpl,
          GPL_ONLY, true },
#endif
    };

//在上面的ksymtab段中找地址，是个数组，找到了就返回
    if (each_symbol_in_section(arr, ARRAY_SIZE(arr), NULL, fn, data))
        return true;
//没找到就会遍历所有的内核模块，找export出来的符号
    list_for_each_entry_rcu(mod, &modules, list) {
        struct symsearch arr[] = {
            { mod->syms, mod->syms + mod->num_syms, mod->crcs,
              NOT_GPL_ONLY, false },
            { mod->gpl_syms, mod->gpl_syms + mod->num_gpl_syms,
              mod->gpl_crcs,
              GPL_ONLY, false },
            { mod->gpl_future_syms,
              mod->gpl_future_syms + mod->num_gpl_future_syms,
              mod->gpl_future_crcs,
              WILL_BE_GPL_ONLY, false },
#ifdef CONFIG_UNUSED_SYMBOLS
            { mod->unused_syms,
              mod->unused_syms + mod->num_unused_syms,
              mod->unused_crcs,
              NOT_GPL_ONLY, true },
            { mod->unused_gpl_syms,
              mod->unused_gpl_syms + mod->num_unused_gpl_syms,
              mod->unused_gpl_crcs,
              GPL_ONLY, true },
#endif
        };
        if (each_symbol_in_section(arr, ARRAY_SIZE(arr), mod, fn, data))
            return true;
    }
    return false;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(each_symbol_section);

注意：不管在内核模块还是ksymtab段中，都必须是export的符号才能找到。对于找不到的符号要使用system.map或者vmlinux找到，然后将对应的符号替换为地址。