Linux为什么使用内核模块？

我们常常说到的操作系统有Linux、Windows、mac OS等等，手机的安卓系统就是基于Linux操作系统，这些操作系统从内核的角度分为宏内核和微内核，Linux是典型的宏内核的操作系统，Windows是典型的微内核操作系统。

从字面上可以猜想：

• 宏就是比较大或比较多，也就是说宏内核功能会比较多；

• 微就是比较小或比较少，也就是说微内核功能比较少。

其实上........

宏内核是把所有的内核功能整体编译在一起，形成一个单独的内核镜像文件。用户服务和内核服务在同一空间中实现，也就是说，内核需要运行内核进程的代码，当用户进程通过系统调用或者中断进入内核态时，内核也需要运行用户进程的代码，所以宏内核需要管理的资源相对较多，所以宏内核就会比较大。

很明显，它优点是效率会比较高，各个功能模块的交互是通过直接的函数调用进行的。

微内核只实现内核中相当关键和核心的一部分，比如进程的通信(IPC）、内存管理、任务调度等功能，其它的操作系统组件（比如文件系统、驱动程序等）都在各自独立的地址空间执行，他们被单独编译。

很明显，它的优点是维护性好，功能模块之间的交互需要通过微内核提供的某种通信机制来建立。华为开发者大会宣布的鸿蒙操作系统就是微内核。

然而，对于Linux这种宏内核，缺点也是比较明显，如果想要增减、删除、修改内核某个功能，就得重新编译整个Linux内核，内核如果越来越大，那么编译就会变得越慢。

在驱动开发初期，需要经常修改驱动代码，这对驱动开发者来说造成很大的困扰，显然是不可接受的，所以可维护性差。

为了弥补这一缺陷，Linux内核提供了模块机制，称为内核模块。

使得编译出的内核并不需要包含所有功能，它是被单独编译的一段内核代码，而在这些功能需要被使用的时候，其对应的代码被动态地加载到内核中，在不需要的时候，可以动态的卸载（卸载需要内核配置模块可卸载的选项），从而减少内核的功能，并节约一部分内存。

而不管的加载还是卸载，都不需要重新启动整个系统。

而前面提到的对于驱动开发者来说造成的困扰就被解决了，驱动开发者可以随时修改驱动的代码，然后不需要编译整个内核，只需要编译驱动代码，并将新编译的驱动加载到内核进行测试，只要修改的驱动不会使内核崩溃，就可以不用重启系统。

注意，内核模块不一定是驱动程序，驱动程序也不一定都是模块的形式。

前面说到宏内核把所有内核功能整体编译在一起，形成一个单独的内核镜像文件，镜像文件就会比较大，而且整个内核镜像将会被加载到内存中运行，然而，内核模块的这一特点就有助于减小内核镜像文件的大小，自然也就减少了内核所占的内存空间。

内核模块的原理是基于不是所有驱动都会同时工作，因为不是所有硬件都同时接入系统。