Linux kernel模塊管理相關詳解

Linux內核模塊化設計

1. Linux內核設計：單內核、模塊化(動態裝載和卸載)

(1) Linux：單內核設計，但充分借鑑了微內核體系的設計的優勢；爲內核引入了模塊化機制；
(2) 內核的組成部分：
kernel：內核核心，通常爲bzImage格式，一般位於/boot目錄，名稱爲vmlinuz-VERSION-release；
當系統啓動以後該文件就不在使用，由於已經加載到內存，放置/boot下方便管理
kernel object：內核模塊，通常放置於/lib/modules/VERSION-release/
內核模塊與內核核心版本必定要嚴格匹配；

2.內核模塊：編譯選擇模式

[ ]：N，不編譯此部分
[M]：Module ，以模塊化編譯，能夠臨時裝載，佔用磁盤空間，不佔用內核空間
[*]：Y，編譯進內核核心，能夠直接調用

3.ramdisk：輔助性文件，並不是必須，取決於內核是否能直接驅動rootfs所在的設備

ramdisk：一個簡裝版的根文件系統，可提供的驅動以下：
目標設備驅動，例如SCSI設備的驅動；
邏輯設備驅動，例如LVM設備的驅動；
文件系統，例如xfs文件系統；

內核模塊信息獲取和管理命令

1.ldd：打印二進制應用程序所依賴的庫文件-print shared library dependencies

格式：ldd [OPTION]... FILE...
顯示：
1) 所依賴庫文件名稱 => 所依賴 庫文件路徑 (對應內存載入符號連接映射指向)
2) 整個系統調用庫的入口

linux-vdso.so.1 => (0x00007fff293fe000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0228073000)

2.uname：內核信息獲取 -print system information

格式：uname [OPTION]…
uname -a：顯示內核全部信息
uname -v：內核的編譯版本號
uname -r：內核的release發行號
uname -n：主機名

3.lsmod：列出內核模塊

顯示的內核來自於/proc/modules
模塊名，大小，被引用的次數、被什麼引用

4.modinfo命令：顯示指定的模塊的詳細信息

格式：modinfo [-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]
-k kernel：多內核並存時若要查詢另一個kernel上的模塊信息
-F field： 僅顯示指定字段的信息；
-n：顯示文件路徑；
經過讀取/lib/modules/#######/*文件的原數據來顯示相關信息

顯示內容：文件名、協議、描述、做者、別名、適用於RHEL版本號、依賴的模塊、簽名單位、簽名、加密算法

5.modprobe：實現模塊的裝載和卸載，同時會掛載依賴的模塊

格式：modprobe [-r] module_name
模塊的動態裝載：modprobe module_name
動態卸載：modprobe -r module_name
注意：默認被裝載的模塊不要隨意卸載

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

內核模塊依賴關係文件和系統信息映射文件的生成工具；

7.insmod、rmmod：模塊的裝載和卸載，不能自動解決模塊依賴關係

insmod [filename] [module options...]
filename：模塊文件的文件路徑；
rmmod [module_name]

ramdisk文件的管理

1.mkinitrd(CentOS 5)：爲當前使用中的內核從新制做ramdisk文件

# mkinitrd [OPTION...] []
--with=：除了默認的模塊以外須要裝載至initramfs中的模塊；
--preload=：initramfs所提供的模塊須要預先裝載的模塊；
示例： ~]# mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

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

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

內核信息輸出僞文件系統

1./proc：內核狀態和統計信息的輸出接口；還提供一個配置接口，/proc/sys

(1)參數：
只讀：信息輸出；例如/proc/#/*,進程相關信息

可寫：可接受用戶指定一個「新值」來實現對內核某功能或特性的配置；/proc/sys/
格式： /proc/sys: net/ipv4/ip_forward 至關於 net.ipv4.ip_forward

(2)修改參數方式
1) sysctl命令
專用於查看或設定/proc/sys目錄下參數的值； sysctl [options] [variable[=value]]
查看：# sysctl -a；# sysctl variable
修改其值：# sysctl -w variable=value
2) 文件系統命令（cat, echo)
查看：# cat /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE
設定：# echo "VALUE" > /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE
3) 配置文件：/etc/sysctl.conf, /etc/sysctl.d/*.conf
當即生效的方式：sysctl -p [/PATH/TO/CONFIG_FILE]

(3)重要的內核參數
net.ipv4.ip_forward：核心轉發；
vm.drop_caches：
kernel.hostname：主機名；
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all：忽略全部ping操做；

2./sys目錄：Kernel 2.6版本後引入

sys文件系統：輸出內核識別出的各硬件設備的相關屬性信息，也有內核對硬件特性的可設置參數；
對此些參數的修改，便可定製硬件設備工做特性；

udev：經過讀取/sys目錄下的硬件設備信息按需爲各硬件設備建立設備文件；
udev是用戶空間程序；專用工具：devadmin, hotplug；
udev爲設備建立設備文件時，會讀取其事先定義好的規則文件
通常在/etc/udev/rules.d/目錄下，以及/usr/lib/udev/rules.d/目錄下；

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