Linux kernel模組管理相關詳解

一、Linux核心模組化設計

1.Linux核心設計：單核心、模組化(動態裝載和解除安裝)

(1 )Linux：單核心設計，但充分借鑒了微核心體系的設計的優點；為核心引入了模組化機制；

(2) 核心的組成部分：

kernel：核心核心，一般為bzImage格式，通常位於/boot目錄，名稱為vmlinuz-VERSION-release；

當系統啟動之後該檔案就不在使用，因為已經載入到記憶體，放置/boot下方便管理

kernel object：核心模組，一般放置於/lib/modules/VERSION-release/

核心模組與核心核心版本一定要嚴格匹配；

2.核心模組：編譯選擇模式

[ ]：N，不變異此部分

[M]：Module ，以模組化編譯，可以臨時裝載，占用磁碟空間，不占用核心空間

[*]：Y，編譯進核心核心，可以直接呼叫

3.ramdisk：輔助性檔案，並非必須，取決於核心是否能直接驅動rootfs所在的裝置；

ramdisk：一個簡裝版的根檔案系統，可提供的驅動如下：

目標裝置驅動，例如SCSI裝置的驅動；

邏輯裝置驅動，例如LVM裝置的驅動；

檔案系統，例如xfs檔案系統；

二、核心模組資訊獲取和管理命令

1.ldd：列印二進位制應用程式所依賴的庫檔案-print shared library dependencies

格式：ldd  [OPTION]...  FILE...

顯示：1) 所依賴庫檔名稱  =>  所依賴 庫檔案路徑    (對應記憶體載入符號連結對映指向)

2) 整個系統呼叫庫的入口

linux-vdso.so.1 =>  (0x00007fff293fe000)

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0228073000)

2.uname：核心資訊獲取 -print system information

格式：uname  [OPTION]…

uname  -a：顯示核心所有資訊

uname  -v：核心的編譯版本號

uname  -r：核心的release發行號

uname  -n：主機名

3.lsmod：列出核心模組

顯示的核心來自於/proc/modules

模組名，大小，被參照的次數、被什麼參照

4.modinfo命令：顯示指定的模組的詳細資訊，

格式：modinfo [-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]

-k kernel：多核心並存時若要查詢另外一個kernel上的模組資訊

-F field： 僅顯示指定欄位的資訊；

-n：顯示檔案路徑；

通過讀取/lib/modules/#######/*檔案的原資料來顯示相關資訊

顯示內容：檔名、協定、描述、作者、別名、適用於RHEL版本號、依賴的模組、簽名單位、簽名、加密演算法

5.modprobe：實現模組的裝載和解除安裝，同時會掛載依賴的模組

格式：modprobe  [-r]  module_name

模組的動態裝載：modprobe  module_name

動態解除安裝：modprobe  -r  module_name

注意：預設被裝載的模組不要隨意解除安裝

6.depmod：- Generate modules.dep and map files.

核心模組依賴關係檔案和系統資訊對映檔案的生成工具；

7.insmod、rmmod：模組的裝載和解除安裝，不能自動解決模組依賴關係

insmod  [filename]  [module options...]

filename：模組檔案的檔案路徑；

rmmod  [module_name]

三、ramdisk檔案的管理：

1.mkinitrd(CentOS 5)：為當前使用中的核心重新製作ramdisk檔案：

# mkinitrd [OPTION...] [<initrd-image>] <kernel-version>

--with=<module>：除了預設的模組之外需要裝載至initramfs中的模組；

--preload=<module>：initramfs所提供的模組需要預先裝載的模組；

範例： ~]# mkinitrd  /boot/initramfs-$(uname -r).img  $(uname -r)

2.dracut(CentOS 6/7 , 相容5)： - low-level tool for generating an initramfs image

# dracut [OPTION...] [<image> [<kernel version>]]

範例： ~]# dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img  $(uname -r)

四、核心資訊輸出偽檔案系統

1./proc：核心狀態和統計資訊的輸出介面；還提供一個設定介面，/proc/sys；

(1)引數：

唯讀：資訊輸出；例如/proc/#/*,進程相關資訊

可寫：可接受使用者指定一個“新值”來實現對核心某功能或特性的設定；/proc/sys/

格式： /proc/sys:  net/ipv4/ip_forward  相當於  net.ipv4.ip_forward

(2)修改引數方式

1) sysctl命令

專用於檢視或設定/proc/sys目錄下引數的值； sysctl [options]  [variable[=value]]

檢視：# sysctl  -a；# sysctl  variable

修改其值：# sysctl  -w  variable=value

2) 檔案系統命令（cat, echo)

檢視：# cat  /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE

設定：# echo  "VALUE"  >  /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE

3) 組態檔：/etc/sysctl.conf,  /etc/sysctl.d/*.conf

立即生效的方式：sysctl  -p  [/PATH/TO/CONFIG_FILE]

(3)重要的核心引數：

net.ipv4.ip_forward：核心轉發；

vm.drop_caches：

kernel.hostname：主機名；

net.ipv4.icmp_echo_ignore_all：忽略所有ping操作；

2./sys目錄：Kernel 2.6版本後引入

sys檔案系統：輸出核心識別出的各硬體裝置的相關屬性資訊，也有核心對硬體特性的可設定引數；

對此些引數的修改，即可客製化硬體裝置工作特性；

udev：通過讀取/sys目錄下的硬體裝置資訊按需為各硬體裝置建立裝置檔案；

udev是使用者空間程式；專用工具：devadmin, hotplug；

udev為裝置建立裝置檔案時，會讀取其事先定義好的規則檔案

一般在/etc/udev/rules.d/目錄下，以及/usr/lib/udev/rules.d/目錄下；

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