19.2 核心与核心模块

谈完了整个开机的流程,您应该会知道,在整个开机的过程当中,是否能够成功的驱动我们主机的硬件配备, 是核心 (kernel) 的工作!而核心一般都是压缩文件,因此在使用核心之前,就得要将他解压缩后,才能载入内存当中。

另外,为了应付日新月异的硬件,目前的核心都是具有“可读取模块化驱动程序”的功能, 亦即是所谓的“ modules (模块化)”的功能啦!所谓的模块化可以将他想成是一个“外挂程序”, 该外挂程序可能由硬件开发厂商提供,也有可能我们的核心本来就支持~不过,较新的硬件, 通常都需要硬件开发商提供驱动程序模块啦!

那么核心与核心模块放在哪?

  • 核心: /boot/vmlinuz 或 /boot/vmlinuz-version;
  • 核心解压缩所需 RAM Disk: /boot/initramfs (/boot/initramfs-version);
  • 核心模块: /lib/modules/version/kernel 或 /lib/modules/$(uname -r)/kernel;
  • 核心源代码: /usr/src/linux 或 /usr/src/kernels/ (要安装才会有,默认不安装)

如果该核心被顺利的载入系统当中了,那么就会有几个信息纪录下来:

  • 核心版本: /proc/version
  • 系统核心功能: /proc/sys/kernel/

问题来啦,如果我有个新的硬件,偏偏我的操作系统不支持,该怎么办?很简单啊!

  • 重新编译核心,并加入最新的硬件驱动程序源代码;
  • 将该硬件的驱动程序编译成为模块,在开机时载入该模块

上面第一点还很好理解,反正就是重新编译核心就是了。不过,核心编译很不容易啊! 我们会在后续章节约略介绍核心编译的整个程序。比较有趣的则是将该硬件的驱动程序编译成为模块啦! 关于编译的方法,可以参考后续的第二十一章、源代码与 tarball的介绍。 我们这个章节仅是说明一下,如果想要载入一个已经存在的模块时,该如何是好?

19.2.1 核心模块与相依性

既然要处理核心模块,自然就得要了解了解我们核心提供的模块之间的相关性啦! 基本上,核心模块的放置处是在 /lib/modules/$(uname -r)/kernel 当中,里面主要还分成几个目录:

arch    :与硬件平台有关的项目,例如 CPU 的等级等等;
crypto    :核心所支持的加密的技术,例如 md5 或者是 des 等等;
drivers    :一些硬件的驱动程序,例如显卡、网卡、PCI 相关硬件等等;
fs    :核心所支持的 filesystems ,例如 vfat, reiserfs, nfs 等等;
lib    :一些函数库;
net    :与网络有关的各项协定数据,还有防火墙模块 (net/ipv4/netfilter/*) 等等;
sound    :与音效有关的各项模块;

如果要我们一个一个的去检查这些模块的主要信息,然后定义出他们的相依性, 我们可能会疯掉吧!所以说,我们的 Linux 当然会提供一些模块相依性的解决方案啰~ 对啦!那就是检查 /lib/modules/$(uname -r)/modules.dep 这个文件啦!他记录了在核心支持的模块的各项相依性。

那么这个文件如何创建呢?挺简单!利用 depmod 这个指令就可以达到创建该文件的需求了!

[root@study ~]# depmod [-Ane]
选项与参数:
-A  :不加任何参数时, depmod 会主动的去分析目前核心的模块,并且重新写入
      /lib/modules/$(uname -r)/modules.dep 当中。若加入 -A 参数时,则 depmod
      会去搜寻比 modules.dep 内还要新的模块,如果真找到新模块,才会更新。
-n  :不写入 modules.dep ,而是将结果输出到屏幕上(standard out);
-e  :显示出目前已载入的不可执行的模块名称

范例一:若我做好一个网卡驱动程序,文件名为 a.ko,该如何更新核心相依性?
[root@study ~]# cp a.ko /lib/modules/$(uname -r)/kernel/drivers/net
[root@study ~]# depmod

以上面的范例一为例,我们的 kernel 核心模块扩展名一定是 .ko 结尾的, 当你使用 depmod 之后,该程序会跑到模块标准放置目录 /lib/modules/$(uname -r)/kernel , 并依据相关目录的定义将全部的模块捉出来分析,最终才将分析的结果写入 modules.dep 文件中的呐! 这个文件很重要喔!因为他会影响到本章稍后会介绍的 modprobe 指令的应用!

19.2.2 核心模块的观察

那你到底晓不晓得目前核心载入了多少的模块呢?粉简单啦!利用 lsmod 即可!

[root@study ~]# lsmod
Module                  Size  Used by
nf_conntrack_ftp       18638  0
nf_conntrack          105702  1 nf_conntrack_ftp
....(中间省略)....
qxl                    73766  1
drm_kms_helper         98226  1 qxl
ttm                    93488  1 qxl
drm                   311588  4 qxl,ttm,drm_kms_helper  # drm 还被 qxl, ttm..等模块使用
....(下面省略)....

使用 lsmod 之后,系统会显示出目前已经存在于核心当中的模块,显示的内容包括有:

  • 模块名称(Module);
  • 模块的大小(size);
  • 此模块是否被其他模块所使用 (Used by)。

也就是说,模块其实真的有相依性喔!举上表为例,nf_conntrack 先被载入后,nf_conntrack_ftp这个模块才能够进一步的载入系统中! 这两者间是有相依性的。包括鸟哥测试机使用的是虚拟机,用到的显卡是 qxl 这个模块,该模块也同时使用了好多额外的附属模块喔! 那么,那个 drm 是啥鬼?要如何了解呢?就用 modinfo 吧!

[root@study ~]# modinfo [-adln] [module_name|filename]
选项与参数:
-a  :仅列出作者名称;
-d  :仅列出该 modules 的说明 (description);
-l  :仅列出授权 (license);
-n  :仅列出该模块的详细路径。

范例一:由上个表格当中,请列出 drm 这个模块的相关信息:
[root@study ~]# modinfo drm
filename:       /lib/modules/3.10.0-229.el7.x86_64/kernel/drivers/gpu/drm/drm.ko
license:        GPL and additional rights
description:    DRM shared core routines
author:         Gareth Hughes, Leif Delgass, José Fonseca, Jon Smirl
rhelversion:    7.1
srcversion:     66683E37FDD905C9FFD7931
depends:        i2c-core
intree:         Y
vermagic:       3.10.0-229.el7.x86_64 SMP mod_unload modversions
signer:         CentOS Linux kernel signing key
sig_key:        A6:2A:0E:1D:6A:6E:48:4E:9B:FD:73:68:AF:34:08:10:48:E5:35:E5
sig_hashalgo:   sha256
parm:           edid_fixup:Minimum number of valid EDID header Bytes (0-8, default 6) (int)
.....(下面省略).....
# 可以看到这个模块的来源,以及该模块的简易说明!

范例二:我有一个模块名称为 a.ko ,请问该模块的信息为?
[root@study ~]# modinfo a.ko
....(省略)....

事实上,这个 modinfo 除了可以“查阅在核心内的模块”之外,还可以检查“某个模块文件”, 因此,如果你想要知道某个文件代表的意义为何,利用 modinfo 加上完整文件名吧!看看就晓得是啥玩意儿啰! ^_^

19.2.3 核心模块的载入与移除

好了,如果我想要自行手动载入模块,又该如何是好?有很多方法啦,最简单而且建议的,是使用 modprobe 这个指令来载入模块, 这是因为 modprobe 会主动的去搜寻 modules.dep 的内容,先克服了模块的相依性后, 才决定需要载入的模块有哪些,很方便。至于 insmod 则完全由使用者自行载入一个完整文件名的模块, 并不会主动的分析模块相依性啊!

[root@study ~]# insmod [/full/path/module_name] [parameters]

范例一:请尝试载入 cifs.ko 这个“文件系统”模块
[root@study ~]# insmod /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs/fat/fat.ko
[root@study ~]# lsmod | grep fat
fat                    65913  0

insmod 立刻就将该模块载入啰~但是 insmod 后面接的模块必须要是完整的“文件名”才行!那如何移除这个模块呢?

[root@study ~]# rmmod [-fw] module_name
选项与参数:
-f  :强制将该模块移除掉,不论是否正被使用;

范例一:将刚刚载入的 fat 模块移除!
[root@study ~]# rmmod fat

范例二:请载入 vfat 这个“文件系统”模块
[root@study ~]# insmod /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs/vfat/vfat.ko
insmod: ERROR: could not load module /lib/modules/3.10.0-229.el7.x86_64/kernel/fs/vfat/
 vfat.ko: No such file or directory
# 无法载入 vfat 这个模块啊!伤脑筋!

使用 insmod 与 rmmod 的问题就是,你必须要自行找到模块的完整文件名才行,而且如同上述范例二的结果, 万一模块有相依属性的问题时,你将无法直接载入或移除该模块呢!所以近年来我们都建议直接使用 modprobe 来处理模块载入的问题,这个指令的用法是:

[root@study ~]# modprobe [-cfr] module_name
选项与参数:
-c  :列出目前系统所有的模块!(更详细的代号对应表)
-f  :强制载入该模块;
-r  :类似 rmmod ,就是移除某个模块啰~

范例一:载入 vfat 模块
[root@study ~]# modprobe vfat
# 很方便吧!不需要知道完整的模块文件名,这是因为该完整文件名已经记录到
# /lib/modules/`uname -r`/modules.dep 当中的缘故啊!如果要移除的话:
[root@study ~]# modprobe -r vfat

使用 modprobe 真的是要比 insmod 方便很多!因为他是直接去搜寻 modules.dep 的纪录, 所以啰,当然可以克服模块的相依性问题,而且还不需要知道该模块的详细路径呢!好方便! ^_^

例题:尝试使用 modprobe 载入 cifs 这个模块,并且观察该模块的相关模块是哪个?答:我们使用 modprobe 来载入,再以 lsmod 来观察与 grep 撷取关键字看看:

[root@study ~]# modprobe cifs
[root@study ~]# lsmod | grep cifs
cifs                  456500  0
dns_resolver           13140  1 cifs   <==竟然还有使用到 dns_resolver 哩!

[root@study ~]# modprobe -r cifs <==测试完移除此模块

19.2.4 核心模块的额外参数设置:/etc/modprobe.d/*conf

如果有某些特殊的需求导致你必须要让核心模块加上某些参数时,请回到19.1.7小节瞧一瞧! 应该会有启发喔!重点就是要自己创建扩展名为 .conf 的文件,通过 options 来带入核心模块参数啰!

powered by Gitbook 该教程制作时间: 2016-05-13 14:07:50