第二十章、启动流程、模块管理与 Loader
核心与核心模块
在整个启动的过程当中,是否能够成功地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档,因此在使用核心之前,就得要将它解压缩后, 才能加载主内存当中。
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!
核心与核心模块位置:
- 核心: /boot/vmlinuz 或 /boot/vmlinuz-version;
- 核心解压缩所需 RAM Disk: /boot/initrd (/boot/initrd-version);
- 核心模块: /lib/modules/version/kernel 或 /lib/modules/$(uname -r)/kernel;
- 核心原始码: /usr/src/linux 或 /usr/src/kernels/ (要安装才会有,默认不安装)
如果该核心被顺利的加载到系统当中了,那么就会有几个资讯纪录下来:
- 核心版本: /proc/version
- 系统核心功能: /proc/sys/kernel
如果操作系统不支持新的硬件:
- 重新编译核心,并加入最新的硬件驱动程序原始码;
- 将该硬件的驱动程序编译成为模块,在启动时加载该模块
如何加载一个已经存在的模块?
核心模块与相依性
基本上,核心模块的放置处是在 /lib/modules/$(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、网络卡、PCI 相关硬件等等; fs :核心所支持的 filesystems ,例如 vfat, reiserfs, nfs 等等; lib :一些函式库; net :与网络有关的各项协议数据,还有防火墙模块 (net/ipv4/netfilter/*) 等等; sound :与音效有关的各项模块; |
/lib/modules/$(uname -r)/modules.dep记录了核心支持的模块的各项相依性。
[root@www ~]# depmod [-Ane]
选项与参数:
-A :不加任何参数时, depmod 会主动的去分析目前核心的模块,并且重新写入
/lib/modules/$(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,才会升级。
-n :不写入 modules.dep ,而是将结果输出到萤幕上(standard out);
-e :显示出目前已加载的不可运行的模块名称
范例一:若我做好一个网络卡驱动程序,档名为 a.ko,该如何升级核心相依性?
[root@www ~]# cp a.ko /lib/modules/$(uname -r)/kernel/drivers/net
[root@www ~]# depmod
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Linux kernel 2.6.x 版本的核心模块扩展名一定是 .ko 结尾的, 使用 depmod 之后,该程序会跑到模块标准放置目录 /lib/modules/$(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! 这个文件很重要喔!因为它会影响到 modprobe 命令的应用!
![小标题的图示](http://vbird.dic.ksu.edu.tw/image/logo.png)
[root@www ~]# lsmod
Module Size Used by
autofs4 24517 2
hidp 23105 2
....(中间省略)....
8139too 28737 0
8139cp 26305 0
mii 9409 2 8139too,8139cp <==mii 还被 8139cp, 8139too 使用
....(中间省略)....
uhci_hcd 25421 0 <==底下三个是 U盘 相关的模块!
ohci_hcd 23261 0
ehci_hcd 33357 0
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使用 lsmod 之后,系统会显示出目前已经存在於核心当中的模块,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)。
模块有相依性!举上表为例, mii 这个模块会被 8139too 所使用。 『当你要加载 8139too 时,需要先加载 mii 这个模块才可以顺利的加载 8139too』。 8139too 是螃蟹卡的驱动程序
[root@www ~]# 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 mii 这个模块的相关资讯:
[root@www ~]# modinfo mii
filename: /lib/modules/2.6.18-92.el5/kernel/drivers/net/mii.ko
license: GPL
description: MII hardware support library
author: Jeff Garzik <jgarzik@pobox.com>
srcversion: 16DCEDEE4B5629C222C352D
depends:
vermagic: 2.6.18-92.el5 SMP mod_unload 686 REGPARM 4KSTACKS gcc-4.1
# 可以看到这个模块的来源,以及该模块的简易说明!(是硬件支持函式库)
范例二:我有一个模块名称为 a.ko ,请问该模块的资讯为?
[root@www ~]# modinfo a.ko
....(省略)....
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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,如果想要知道某个文件代表的意义为何,利用 modinfo 加上完整档名!
核心模块的加载与移除
modprobe :加载模块, modprobe 会主动的去搜寻 modules.dep 的内容,先克服了模块的相依性后, 才决定需要加载的模块有哪些。 insmod 则完全由使用者自行加载一个完整档名的模块, 并不会主动的分析模块相依性!
[root@www ~]# insmod [/full/path/module_name] [parameters]
范例一:请尝试加载 cifs.ko 这个『文件系统』模块
[root@www ~]# insmod /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs/cifs/cifs.ko
[root@www ~]# lsmod | grep cifs
cifs 212789 0
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insmod 后面接的模块必须要是完整的『档名』
[root@www ~]# rmmod [-fw] module_name
选项与参数:
-f :强制将该模块移除掉,不论是否正被使用;
-w :若该模块正被使用,则 rmmod 会等待该模块被使用完毕后,才移除他!
范例一:将刚刚加载的 cifs 模块移除!
[root@www ~]# rmmod cifs
范例二:请加载 vfat 这个『文件系统』模块
[root@www ~]# insmod /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs/vfat/vfat.ko
insmod: error inserting '/lib/modules/2.6.18-92.el5/kernel/fs/vfat/vfat.ko':
-1 Unknown symbol in module
# 无法加载 vfat 这个模块啊!伤脑筋!
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使用 insmod 与 rmmod 的问题就是,你必须要自行找到模块的完整档名才行,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,你将无法直接加载或移除该模块!所以近年来我们都建议直接使用 modprobe 来处理模块加载的问题,这个命令的用法是:
[root@www ~]# modprobe [-lcfr] 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)
-l :列出目前在 /lib/modules/`uname -r`/kernel 当中的所有模块完整档名;
-f :强制加载该模块;
-r :类似 rmmod ,就是移除某个模块罗~
范例一:加载 cifs 模块
[root@www ~]# modprobe cifs
# 不需要知道完整的模块档名,这是因为该完整档名已经记录到
# /lib/modules/`uname -r`/modules.dep 当中的缘故!如果要移除的话:
[root@www ~]# modprobe -r cifs
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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, 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
例题:
尝试使用 modprobe 加载 vfat 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 来加载,再以 lsmod 来观察与 grep 撷取关键字看看:
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![小标题的图示](http://vbird.dic.ksu.edu.tw/image/logo.png)
我们假设一个案例好了,假设我的网络卡 eth0 是使用 ne , 但是 eth1 同样也使用 ne ,为了避免同一个模块会导致网络卡的错乱, 因此,我可以先找到 eth0 与 eth1 的 I/O 与 IRQ ,假设:
- eth0 : I/O (0x300) 且 IRQ=5
- eth1 : I/O (0x320) 且 IRQ=7
则:
[root@www ~]# vi /etc/modprobe.conf
alias eth0 ne
alias eth1 ne
options eth0 io=0x300 irq=5
options eth1 io=0x320 irq=7
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