Linux內核動態加載模塊

2024-06-28 13:18:59

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linux內核動態加載模塊 一、安裝內核模塊:　　一般步驟：　　(1) 在/usr/src/linux/下運行make menuconfig把需要編譯成模塊的項打上(M)，保存并退出?！　?2) 運行make modules，這一步將在/usr/src/linux/下生成*.o或*.ko文件?！　?3) 運行make modeules_install來安裝,這步會把生成的.o或ko文件拷貝到/lib/modules/`uname -r`/下?！　∪绻阒灰幾g某一個或幾個模塊，就可以用下面這個快速的方法：　　(1) 找到編譯內核所需要的.config文件。　　在/usr/src/linux/arch目錄下有若干編譯內核所用的配置。選擇我們想要的配置，將它復制到/usr/src/linux目錄下，改名為.config?！　p /usr/src/linux/arch/x86/xxconfig /usr/src/linux/.config　　(2) 修改.config文件，去掉不用的模塊，加上自己想要的模塊?！　〈蜷_.config，有許多XXXX=m的項，這些都是要被編譯為模塊的項，因為我們不希望編譯這些模塊，所以要把XXXX=m的項統統去掉。然后再加上我們想要的模塊，例如將# CONFIG_NTFS_FS is not set 改為CONFIG_NTFS_FS=m 當然，可以用你熟悉各種工具來做這件事?！　?3) 編譯NTFS模塊。　　在/usr/src/linux目錄下運行命令make modules來編譯我們想要的模塊。　　(4) 安裝模塊?！　【幾g后得到的.o文件在/usr/src/linux/目錄下，手動將它復制到正確的目錄下?！　±鏲p /usr/src/linux/fs/ntfs/ntfs.o /lib/modules/2.2.16-22/fs/　　注意：千萬不能運行命令make modules_install，否則將帶來嚴重的后果，它會刪除你系統中的所有模塊，只安裝剛剛編譯的模塊（ntfs.o）。　　二：安裝完成以后，我們就可以加載模塊了：　　和linux中加載模塊有關的幾個命令分別如下：　　depmod， modPRobe， lsmod　　先來看看depmod命令：　　depmod是一個用來產生modules.dep和map文件的程序。在modules.dep文件中空白行和以’#'開頭的行將被忽略.depmod通過讀取/lib /modules/version目錄下的每一個模塊來創建一個記錄模塊相依性的列表。這個列表就是/lib/modules/version目錄下的 modules.dep。depmod也會在/lib/modules/version目錄下創建許多map文件,例如 modules.dep,modules.isapnpmap,modules.pcimap,modules.alias這些文件將會被hotplug 用到?！　PTIONS:　　-a –all Probe all modules. This option is enabled by default if no　　file names are given in the command-line.　　檢查所有的模塊，這個命令是默認的如果你沒有指定模塊名字的話?！　?A –quick This option scans to see if any modules are newer than the　　modules.dep file before any work is done%3　　再來看看modprobe命令：　　modprobe 命令是根據depmod -a的輸出/lib/modules/version/modules.dep來加載全部的所需要模塊?？梢酝ㄟ^modprobe -l來顯示可以當前可以加載的模塊。modprobe 在掛載模塊是不用指定模塊文件的路徑，也不用帶文件的后綴.o 或.ko，而insmod 需要的是模塊的所在目錄的絕對路徑，并且一定要帶有模塊文件名后綴的(modulefile.o 或modulesfile.ko ）。 insmod比較重要的用途是用來測試模塊的正確性，加載一般都是依靠modprobe?！　∮梅ǎ簃odprobe xxx.ko #加載某個模塊　　modprobe -r xxx.ko #卸載某個模塊　　lsmod:　　lsmod 顯示當前加載的所有模塊，相當于cat /proc/modules,假設你沒有設定開機加載某個模塊，比如ntfs，那么開機后執行lsmod，列表里不會有ntfs這個模塊的，這時你再執行 mount -t ntfs xxx后，執行lsmod后列表里就會有ntfs這個模塊了?！　∵€要注意的是lsmod顯示的是模塊名，而不是別名(alias)?！?strong>　三、在內核中有一個“Automatic kernel module loading”功能被編譯到了內核中。當用戶嘗試打開某類型的文件時，內核會根據需要嘗試加載相應的模塊。我們來看看驅動程序自動加載是怎么實現的：　　每一個設備都有Verdon ID, Device ID, SubVendor ID等信息。而每一個設備驅動程序，必須說明自己能夠為哪些Verdon ID, Deviece　　ID, SubVendor ID的設備提供服務。以PCI設備為例，它是通過一個pci_device_id的數據結構來實現這個功能的。例如：RTL8139的pci_device_id定義為：　　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 },　　……　　｝　　在模塊安裝的時候，depmod會根據模塊中的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，其內容如下：　　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文件中還保存這模塊之間的依賴關系，其內容如下：　　(這里省去了路徑信息。)　　8139too.ko:mii.ko　　在內核啟動過程中，總線驅動程序會會總線協議進行總線枚舉(總線驅動程序總是集成在內核之中，不能夠按模塊方式加載，你可以通過make menuconfig進入Bus options，這里面的各種總線，你只能夠選擇Y或N，而不能選擇M.)，并且為每一個設備建立一個設備對象。每一個總線對象有一個kset對象，每一個設備對象嵌入了一個kobject對象，kobject連接在kset對象上，這樣總線和總線之間，總線和設備設備之間就組織成一顆樹狀結構。當總線驅動程序為掃描到的設備建立設備對象時，會初始化kobject對象，并把它連接到設備樹中，同時會調用kobject_uevent()把這個(添加新設備的)事件，以及相關信息(包括設備的VendorID,DeviceID等信息。)通過netlink發送到用戶態中。在用戶態的udevd檢測到這個事件，就可以根據這些信息，打開/lib/modules/uname-r /modules.alias文件，根據 alias pci:v000010ECd00008138sv*sd*bc*sc*i* 8139too　　得知這個新掃描到的設備驅動模塊為8139too。于是modprobe就知道要加載8139too這個模塊了，同時modprobe根據 modules.dep文件發現，8139too依賴于mii.ko，如果mii.ko沒有加載，modprobe就先加載mii.ko，接著再加載 8139too.ko。　　試驗　　在你的shell中，運行：　　# ps aux | grep udevd　　# kill -9 25063 然后跟蹤udevd，在shell中運行：　　# strace -f /sbin/udevd –daemon　　這時，我們看到udevd的輸出如下： ……　　close(8) = 0　　munmap(0xb7f8c000, 4096) = 0　　select(7, [3 4 5 6], NULL, NULL, NULL　　我們發現udevd在這里被阻塞在select()函數中。 select函數原型如下： int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);　　第一個參數：nfds表示最大的文件描述符號，這里為7(明明是6 ?)?！　〉诙€參數：readfds為讀文件描述符集合，這里為3,4,5,6.　　第三個參數：writefds為寫文件描述符集合，這里為NULL?！　〉谒膫€參數：exceptfds為異常文件描述符集合，這里為NULL。　　第五個參數：timeout指定超時時間，這里為NULL。　　select函數的作用是：如果readfds中的任何一個文件有數據可讀，或者witefds中的任何一個文件可以寫入，或者exceptfds中的任何一個文件出現異常時，就返回。否則阻塞當前進程，直到上訴條件滿足，或者因阻塞時間超過了timeout指定的時間，當前進程被喚醒，select返回。所以，在這里udevd等待3,4,5,6這幾個文件有數據可讀，才會被喚醒。現在，到shell中運行： # ps aux | grep udevd　　root 27615 …… strace -o /tmp/udevd.debug -f /sbin/udevd –daemon　　root 27617 …… /sbin/udevd –daemon　　udevd的進程id為27617，現在我們來看看select等待的幾個文件： # cd /proc/27615/fd　　# ls -l　　udevd的標準輸入，標準輸出，標準錯誤全部為/dev/null.　　0 -> /dev/null　　1 -> /dev/null　　2 -> /dev/null　　udevd在下面這幾個文件上等待?！　? -> /inotify　　4 -> socket:[331468]　　5 -> socket:[331469]　　6 -> pipe:[331470]　　7 -> pipe:[331470]　　由于不方便在運行中插入一塊8139的網卡，因此現在我們以一個U盤來做試驗，當你插入一個U盤后，你將會看到strace的輸出，從它的輸出可以看到 udevd在select返回后，調用了modprobe加載驅動模塊，并調用了sys_mknod，在dev目錄下建立了相應的節點?！　xecve(“/sbin/modprobe”, ["/sbin/modprobe", "-Q", "usb:v05ACp1301d0100dc00dsc00dp00"...]　　……　　mknod(“/dev/sdb”, S_IFBLK|0660, makedev(8, 16)) = 0　　……　　這里modprobe的參數”usb:v05AC…”對應modules.alias中的某個模塊。可以通過udevmonitor來查看內核通過netlink發送給udevd的消息，在shell中運行： # udevmonitor –env　　然后再插入U盤，就會看到相關的發送給udevd的消息?！?strong>　四、內核模塊加載的配置：　　有時候需要一次性加載許多模塊，需要在一個地方統一配置modprobe的選項等，有一個比較重要的文件：/etc/modprobe.conf,在opensuse中，和它有關的還有modprobe.d/文件夾下的許多文件和modprobe.conf.local文件，在 /etc/modprobe.conf里會include其它所說的文件，一般建議在modprobe.conf.local中修改自己的配置。 /etc/modprobe.conf其實就是用于寫入模塊的加載命令或模塊的別名的定義等。man modprobe.conf:　　alias my-mod really_long_modulename為模塊定義一個便于使用的別名　　options modulename option…在加載模塊時添加選項　　install modulename command…使用自己定義的命令去加載指定的模塊，如install fred /sbin/modprobe barney; /sbin/modprobe　　–ignore-install fred” 每次加載fred模塊的時候用的是 “/sbin/modprobe barney; /sbin/modprobe　　–ignore-install fred”命令　　remove modulename command…用自己定義的命令刪除指定的模塊?！　nclude filename 引入其它文件　　blacklist modulename 不再加載某個模塊　　五、內核模塊開機自動掛載：　　對于開機自動掛載模塊，在redhat系統里，網上說在內核啟動的過程中，init執行/etc/rc.d/rc.sysinit后，啟動內核外掛模塊時會讀取/etc/modprobe.conf這個文件。在2.4的內核中，只要直接修改/etc/modprobe.conf加入install xxx即可。2.6內核則需修改/etc/rc.d/rc.sysinit文件。具體的過程可以看：http://blog.csdn.net /ioriQQe/archive/2009/11/05/4772033.aspx　　而在suse里，可以在root權限編輯/etc/sysconfig/kernel文件，添加需要啟動的模塊。

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