linux内核模块基础

linux内核模块基础

1 什么是内核模块

       内核模块是Linux内核向外部提供的一个插口，其全称为动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module，LKM），我们简称为模块。Linux内核之所以提供模块机制，是因为它本身是一个单内核（monolithic kernel）。单内核的最大优点是效率高，因为所有的内容都集成在一起，但其缺点是可扩展性和可维护性相对较差，模块机制就是为了弥补这一缺陷。

       模块是具有独立功能的程序，它可以被单独编译，但不能独立运行。它在运行时被链接到内核作为内核的一部分在内核空间运行，这与运行在用户空间的进程是不同的。模块通常由一组函数和数据结构组成，用来实现一种文件系统、一个驱动程序或其他内核上层的功能。

2 linux模块命令

       核心的功能就是用来控制系统硬件与相关程序的东西！核心可以使用"模块"的方式来动态的加载与移除所需要的模块！那么该如何加载与卸载这些模块呢？

       开机时即加载模块的档案在于：/etc/modprobe.conf，如果你有任何的新的驱动程序需要在开机的时候加载，写入这个档案就对了！核心的驱动程序写在：/lib/modules/`uname�Cr`/kernel/drivers。

手动编译一些驱动程序或者是 tarball 的套件时，得到了 *.ko 这个编译成功的目标档案。这样就编译完成了，接着下来就是将编译好的模块放置在核心应该要放置的地方,

       核心的模块放置目录： /lib/modules/`uname �Cr`/kernel/

       核心的档案格式模块： /lib/modules/`uname �Cr`/kernel/fs

       核心的网络卡驱动程序模块： /lib/modules/`uname �Cr`/kernel/drivers/net

       因此，我们要把模块给他直接 copy 到该目录. 完成编译之后，想要在开机的时候立即启动这个模块的对应，那么就写入/etc/modprobe.conf 当中.

modprobe

[root @test /root]# modprobe [-l |-c]

[root @test /root]# modprobe modules_name<==直接加载该模块与其相依属性的模块

参数说明：

-l ：列出目前系统所有的模块 ( 在 /lib/modules/`uname -r`/kernel 底下 )

-c ：列出目前系统所有的模块！（更详细的代号对应表）

范例：

[root @test /root]# modprobe ip_tables <==直接加载 ip_tables.ko 这个模块

需要特别留意的是，模块全部都摆在『 /lib/modules/`uname -r`/kernel 』这个目录下，而且模块的名称都是以 *.ko 这个附档名存在，但是在实际加载模块的时候，只要写入名称.

       insmod 　*.ko 安装模块

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insmod(install module)：载入模块 install loadable kernel module

语法：insmod [-fkmpsvxX][-o <模块名称>][模块文件][符号名称 = 符号值]

参数：

-f 　不检查目前kernel版本与模块编译时的kernel版本是否一致，强制将模块载入。

-k 　将模块设置为自动卸除。

-m 　输出模块的载入信息。

-o   <模块名称> 　指定模块的名称，可使用模块文件的文件名。

-p 　测试模块是否能正确地载入kernel。

-s 　将所有信息记录在系统记录文件中。

-v 　执行时显示详细的信息。

使用说明：Linux有许多功能是通过模块的方式，在需要时才载入kernel。如此可使kernel较为精简，进而提高效率，以及保有较大的弹性。这类可载入的模块，通常是设备驱动程序。

       insmod命令主要用于在Linux 2.4内核之前加载Linux内核模块命令。对于通过此命令加载的Linux内核模块，系统不仅不会自动解决内核模块之间的依赖关系，而且还要求将模块路径写详细。所以在Linux 2.6内核出现时，此命令已渐渐被遗忘。

       加载RAID1阵列级别模块，如下所示：

[root@rhel5 boot]# insmod /lib/modules/2.6.18-8.el5/kernel/drivers/md/raid1.ko  

[root@rhel5 boot]# lsmod |　grep raid1  

raid1                  25153  0

从以上显示结果可知，RAID1模块已加载成功。只是在使用insmod命令加载模块时，需要使用绝对路径方能加载，且加载时无法自动解决依赖关系。

扩展阅读:insmod 和modprobe的区别

insmod 这个工具，和modprobe 有点类似，但功能上没有modprobe 强，modprobe 在挂载模块是不用指定模块文件的路径，也不用带文件的后缀.o 或.ko ；而insmod 需要的是模块的所在目录的绝对路径，并且一定要带有模块文件名后缀的(modulefile.o 或modulesfile.ko ）

insmod 与 modprobe 都是载入 kernel module，不过一般差别于 modprobe 能够处理 module 载入的相依赖问题。比方要载入 a module，但是 a module 要求系统先载入 b module 时，直接用 insmod 挂入通常都会出现错误讯息，不过 modprobe 倒是能够知道先载入 b module  后才载入 a module，如此相依性就会满足。不过 modprobe 并不是大神，不会厉害到知道 module 之间的相依性为何，该程式是读取 /lib/modules/2.6.xx/modules.dep 档案得知相依性的。而该档案是透过 depmod 程式所建立。

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       rmmod 　*.ko  卸载模块

       lsmod ：列出目前系统中已加载的模块的名称及大小等;另外我们还可以查看 /proc/modules ，一样可以知道系统已经加载的模块。

       modinfo 可以查看模块的信息，通过查看模块信息来判定这个模块的用途。

       modprobe 挂载新模块以及新模块相依赖的模块

　　modprobe 我们常用的功能就是挂载模块，在挂载某个内核模块的同时，这个模块所依赖的模块也被同时挂载;当然modprobe 也有列出内核所有模块，还有移除模块的功能;

       modprobe -l 是列出内核中所有的模块，包括已挂载和未挂载的;通过modprobe -l ，我们能查看到我们所需要的模块，然后根据我们的需要来挂载;其实modprobe -l 读取的模块列表就位于 /lib/modules/'uname -r' 目录中;其中uname -r 是内核的版本;

　　注意： 模块名是不能带有后缀的，我们通过modprobe -l 所看到的模块，都是带有.ko 或.o后缀;

       depmod 创建模块依赖关系的列表

这个模块管理工具是创建模块依赖关系的列表，有几个参数我们注意一下就行了，目前的的Linux 发行版所用的内核是2.6x版本，是自动解决依赖关系，所以这个命令知道就行了；模块之前也有依赖关系，比如我们想驱动USB 移动硬盘，目前有两种驱动，一种是udev ，在内核中有，但目前不太稳定；另一种办法是用usb-storage驱动，而usb-storage 依赖的模块是scsi 模块，所以我们要用usb-storage 的模块，也得把scsi 编译安装；

       再举个例子：sata的硬盘，在Linux中的设备表示的是/dev/sd* ，比如 /dev/sda，/dev/sdb 等... 系统要驱动 sata硬盘，则需要把sata在内核中选中，或编译成模块，或内置于内核之中，在此同时，还需要在内核中选中ide ，scsi 的支持等；

       depmod 工具的洋文原意：depmod ― program to generate modules.dep and map files.（我译的：为modules.dep 文件或映射文件创建依赖关系）

       [root@localhost beinan]# depmod -a 注：为所有列在/etc/modprobe.conf 或/etc/modules.conf 中的所有模块创建依赖关系，并且写入到modules.dep文件；

       [root@localhost beinan]# depmod -e 注：列出已挂载但不可用的模块；

       [root@localhost beinan]# depmod -n 注：列出所有模块的依赖关系，但仅仅是输出出来 （Write the dependency file on stdout only）

       注：modules.dep 位于 /lib/modules/内核版本 目录