Linux内核动态加载模块

2024-06-28 13:18:59

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供稿：网友

linux内核动态加载模块 一、安装内核模块:　　一般步骤：　　(1) 在/usr/src/linux/下运行make menuconfig把需要编译成模块的项打上(M)，保存并退出。　　(2) 运行make modules，这一步将在/usr/src/linux/下生成*.o或*.ko文件。　　(3) 运行make modeules_install来安装,这步会把生成的.o或ko文件拷贝到/lib/modules/`uname -r`/下。　　如果你只要编译某一个或几个模块，就可以用下面这个快速的方法：　　(1) 找到编译内核所需要的.config文件。　　在/usr/src/linux/arch目录下有若干编译内核所用的配置。选择我们想要的配置，将它复制到/usr/src/linux目录下，改名为.config。　　cp /usr/src/linux/arch/x86/xxconfig /usr/src/linux/.config　　(2) 修改.config文件，去掉不用的模块，加上自己想要的模块。　　打开.config，有许多XXXX=m的项，这些都是要被编译为模块的项，因为我们不希望编译这些模块，所以要把XXXX=m的项统统去掉。然后再加上我们想要的模块，例如将# CONFIG_NTFS_FS is not set 改为CONFIG_NTFS_FS=m 当然，可以用你熟悉各种工具来做这件事。　　(3) 编译NTFS模块。　　在/usr/src/linux目录下运行命令make modules来编译我们想要的模块。　　(4) 安装模块。　　编译后得到的.o文件在/usr/src/linux/目录下，手动将它复制到正确的目录下。　　例如cp /usr/src/linux/fs/ntfs/ntfs.o /lib/modules/2.2.16-22/fs/　　注意：千万不能运行命令make modules_install，否则将带来严重的后果，它会删除你系统中的所有模块，只安装刚刚编译的模块（ntfs.o）。　　二：安装完成以后，我们就可以加载模块了：　　和linux中加载模块有关的几个命令分别如下：　　depmod， modPRobe， lsmod　　先来看看depmod命令：　　depmod是一个用来产生modules.dep和map文件的程序。在modules.dep文件中空白行和以’#'开头的行将被忽略.depmod通过读取/lib /modules/version目录下的每一个模块来创建一个记录模块相依性的列表。这个列表就是/lib/modules/version目录下的 modules.dep。depmod也会在/lib/modules/version目录下创建许多map文件,例如 modules.dep,modules.isapnpmap,modules.pcimap,modules.alias这些文件将会被hotplug 用到。　　OPTIONS:　　-a –all Probe all modules. This option is enabled by default if no　　file names are given in the command-line.　　检查所有的模块，这个命令是默认的如果你没有指定模块名字的话。　　-A –quick This option scans to see if any modules are newer than the　　modules.dep file before any work is done%3　　再来看看modprobe命令：　　modprobe 命令是根据depmod -a的输出/lib/modules/version/modules.dep来加载全部的所需要模块。可以通过modprobe -l来显示可以当前可以加载的模块。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比较重要的用途是用来测试模块的正确性，加载一般都是依靠modprobe。　　用法：modprobe xxx.ko #加载某个模块　　modprobe -r xxx.ko #卸载某个模块　　lsmod:　　lsmod 显示当前加载的所有模块，相当于cat /proc/modules,假设你没有设定开机加载某个模块，比如ntfs，那么开机后执行lsmod，列表里不会有ntfs这个模块的，这时你再执行 mount -t ntfs xxx后，执行lsmod后列表里就会有ntfs这个模块了。　　还要注意的是lsmod显示的是模块名，而不是别名(alias)。　　三、在内核中有一个“Automatic kernel module loading”功能被编译到了内核中。当用户尝试打开某类型的文件时，内核会根据需要尝试加载相应的模块。我们来看看驱动程序自动加载是怎么实现的：　　每一个设备都有Verdon ID, Device ID, SubVendor ID等信息。而每一个设备驱动程序，必须说明自己能够为哪些Verdon ID, Deviece　　ID, SubVendor ID的设备提供服务。以PCI设备为例，它是通过一个pci_device_id的数据结构来实现这个功能的。例如：RTL8139的pci_device_id定义为：　　static struct pci_device_id rtl8139_pci_tbl[] = {　　{0x10ec, 0×8139, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },　　{0x10ec, 0×8138, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0, RTL8139 },　　……　　｝　　在模块安装的时候，depmod会根据模块中的rtl8139_pci_tbl的信息，生成下面的信息，保存到/lib/modules/uname-r /modules.alias文件中，其内容如下：　　alias pci:v000010ECd00008138sv*sd*bc*sc*i* 8139too　　alias pci:v000010ECd00008139sv*sd*bc*sc*i* 8139too　　……　　另外在/lib/modules/uname-r /modules.dep文件中还保存这模块之间的依赖关系，其内容如下：　　(这里省去了路径信息。)　　8139too.ko:mii.ko　　在内核启动过程中，总线驱动程序会会总线协议进行总线枚举(总线驱动程序总是集成在内核之中，不能够按模块方式加载，你可以通过make menuconfig进入Bus options，这里面的各种总线，你只能够选择Y或N，而不能选择M.)，并且为每一个设备建立一个设备对象。每一个总线对象有一个kset对象，每一个设备对象嵌入了一个kobject对象，kobject连接在kset对象上，这样总线和总线之间，总线和设备设备之间就组织成一颗树状结构。当总线驱动程序为扫描到的设备建立设备对象时，会初始化kobject对象，并把它连接到设备树中，同时会调用kobject_uevent()把这个(添加新设备的)事件，以及相关信息(包括设备的VendorID,DeviceID等信息。)通过netlink发送到用户态中。在用户态的udevd检测到这个事件，就可以根据这些信息，打开/lib/modules/uname-r /modules.alias文件，根据 alias pci:v000010ECd00008138sv*sd*bc*sc*i* 8139too　　得知这个新扫描到的设备驱动模块为8139too。于是modprobe就知道要加载8139too这个模块了，同时modprobe根据 modules.dep文件发现，8139too依赖于mii.ko，如果mii.ko没有加载，modprobe就先加载mii.ko，接着再加载 8139too.ko。　　试验　　在你的shell中，运行：　　# ps aux | grep udevd　　# kill -9 25063 然后跟踪udevd，在shell中运行：　　# strace -f /sbin/udevd –daemon　　这时，我们看到udevd的输出如下： ……　　close(8) = 0　　munmap(0xb7f8c000, 4096) = 0　　select(7, [3 4 5 6], NULL, NULL, NULL　　我们发现udevd在这里被阻塞在select()函数中。 select函数原型如下： int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);　　第一个参数：nfds表示最大的文件描述符号，这里为7(明明是6 ?)。　　第二个参数：readfds为读文件描述符集合，这里为3,4,5,6.　　第三个参数：writefds为写文件描述符集合，这里为NULL。　　第四个参数：exceptfds为异常文件描述符集合，这里为NULL。　　第五个参数：timeout指定超时时间，这里为NULL。　　select函数的作用是：如果readfds中的任何一个文件有数据可读，或者witefds中的任何一个文件可以写入，或者exceptfds中的任何一个文件出现异常时，就返回。否则阻塞当前进程，直到上诉条件满足，或者因阻塞时间超过了timeout指定的时间，当前进程被唤醒，select返回。所以，在这里udevd等待3,4,5,6这几个文件有数据可读，才会被唤醒。现在，到shell中运行： # ps aux | grep udevd　　root 27615 …… strace -o /tmp/udevd.debug -f /sbin/udevd –daemon　　root 27617 …… /sbin/udevd –daemon　　udevd的进程id为27617，现在我们来看看select等待的几个文件： # cd /proc/27615/fd　　# ls -l　　udevd的标准输入，标准输出，标准错误全部为/dev/null.　　0 -> /dev/null　　1 -> /dev/null　　2 -> /dev/null　　udevd在下面这几个文件上等待。　　3 -> /inotify　　4 -> socket:[331468]　　5 -> socket:[331469]　　6 -> pipe:[331470]　　7 -> pipe:[331470]　　由于不方便在运行中插入一块8139的网卡，因此现在我们以一个U盘来做试验，当你插入一个U盘后，你将会看到strace的输出，从它的输出可以看到 udevd在select返回后，调用了modprobe加载驱动模块，并调用了sys_mknod，在dev目录下建立了相应的节点。　　execve(“/sbin/modprobe”, ["/sbin/modprobe", "-Q", "usb:v05ACp1301d0100dc00dsc00dp00"...]　　……　　mknod(“/dev/sdb”, S_IFBLK|0660, makedev(8, 16)) = 0　　……　　这里modprobe的参数”usb:v05AC…”对应modules.alias中的某个模块。可以通过udevmonitor来查看内核通过netlink发送给udevd的消息，在shell中运行： # udevmonitor –env　　然后再插入U盘，就会看到相关的发送给udevd的消息。　　四、内核模块加载的配置：　　有时候需要一次性加载许多模块，需要在一个地方统一配置modprobe的选项等，有一个比较重要的文件：/etc/modprobe.conf,在opensuse中，和它有关的还有modprobe.d/文件夹下的许多文件和modprobe.conf.local文件，在 /etc/modprobe.conf里会include其它所说的文件，一般建议在modprobe.conf.local中修改自己的配置。 /etc/modprobe.conf其实就是用于写入模块的加载命令或模块的别名的定义等。man modprobe.conf:　　alias my-mod really_long_modulename为模块定义一个便于使用的别名　　options modulename option…在加载模块时添加选项　　install modulename command…使用自己定义的命令去加载指定的模块，如install fred /sbin/modprobe barney; /sbin/modprobe　　–ignore-install fred” 每次加载fred模块的时候用的是 “/sbin/modprobe barney; /sbin/modprobe　　–ignore-install fred”命令　　remove modulename command…用自己定义的命令删除指定的模块。　　include filename 引入其它文件　　blacklist modulename 不再加载某个模块　　五、内核模块开机自动挂载：　　对于开机自动挂载模块，在redhat系统里，网上说在内核启动的过程中，init执行/etc/rc.d/rc.sysinit后，启动内核外挂模块时会读取/etc/modprobe.conf这个文件。在2.4的内核中，只要直接修改/etc/modprobe.conf加入install xxx即可。2.6内核则需修改/etc/rc.d/rc.sysinit文件。具体的过程可以看：http://blog.csdn.net /ioriQQe/archive/2009/11/05/4772033.aspx　　而在suse里，可以在root权限编辑/etc/sysconfig/kernel文件，添加需要启动的模块。

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