深入學習 Linux 內核模塊

什麼是 Linux 內核模塊？

內核模塊是可以根據需要載入到內核中或從內核中卸載的代碼塊，因此無需重啟就可以擴展內核的功能。事實上，除非用戶使用類似 lsmod 這樣的命令來查詢模塊信息，否則用戶不太可能知道內核發生的任何變化。

需要知道的重要一點是，在你的 Linux 系統上總會有很多可用的模塊，並且如果你可以深入其中了解到很多細節。

lsmod 的主要用途之一是在系統不能正常工作時檢查模塊。然而，大多數情況下，模塊會根據需要載入的，而且用戶不需要知道它們如何運作。

顯示內核模塊

顯示內核模塊最簡單的方法是使用 lsmod 命令。雖然這個命令包含了很多細節，但輸出卻是非常用戶友好。

$ lsmod
Module                  Size  Used by
snd_hda_codec_realtek 114688  1
snd_hda_codec_generic  77824  1 snd_hda_codec_realtek
ledtrig_audio          16384  2 snd_hda_codec_generic,snd_hda_codec_realtek
snd_hda_codec_hdmi     53248  1
snd_hda_intel          40960  2
snd_hda_codec         131072  4 snd_hda_codec_generic,snd_hda_codec_hdmi,snd_hda_intel
                                ,snd_hda_codec_realtek
snd_hda_core           86016  5 snd_hda_codec_generic,snd_hda_codec_hdmi,snd_hda_intel
                                ,snd_hda_codec,snd_hda_codec_realtek
snd_hwdep              20480  1 snd_hda_codec
snd_pcm               102400  4 snd_hda_codec_hdmi,snd_hda_intel,snd_hda_codec,snd_hda
                                _core
snd_seq_midi           20480  0
snd_seq_midi_event     16384  1 snd_seq_midi
dcdbas                 20480  0
snd_rawmidi            36864  1 snd_seq_midi
snd_seq                69632  2 snd_seq_midi,snd_seq_midi_event
coretemp               20480  0
snd_seq_device         16384  3 snd_seq,snd_seq_midi,snd_rawmidi
snd_timer              36864  2 snd_seq,snd_pcm
kvm_intel             241664  0
kvm                   626688  1 kvm_intel
radeon               1454080  10
irqbypass              16384  1 kvm
joydev                 24576  0
input_leds             16384  0
ttm                   102400  1 radeon
drm_kms_helper        180224  1 radeon
drm                   475136  13 drm_kms_helper,radeon,ttm
snd                    81920  15 snd_hda_codec_generic,snd_seq,snd_seq_device,snd_hda
                                 _codec_hdmi,snd_hwdep,snd_hda_intel,snd_hda_codec,snd
                                 _hda_codec_realtek,snd_timer,snd_pcm,snd_rawmidi
i2c_algo_bit           16384  1 radeon
fb_sys_fops            16384  1 drm_kms_helper
syscopyarea            16384  1 drm_kms_helper
serio_raw              20480  0
sysfillrect            16384  1 drm_kms_helper
sysimgblt              16384  1 drm_kms_helper
soundcore              16384  1 snd
mac_hid                16384  0
sch_fq_codel           20480  2
parport_pc             40960  0
ppdev                  24576  0
lp                     20480  0
parport                53248  3 parport_pc,lp,ppdev
ip_tables              28672  0
x_tables               40960  1 ip_tables
autofs4                45056  2
raid10                 57344  0
raid456               155648  0
async_raid6_recov      24576  1 raid456
async_memcpy           20480  2 raid456,async_raid6_recov
async_pq               24576  2 raid456,async_raid6_recov
async_xor              20480  3 async_pq,raid456,async_raid6_recov
async_tx               20480  5 async_pq,async_memcpy,async_xor,raid456,async_raid6_re
                                cov
xor                    24576  1 async_xor
raid6_pq              114688  3 async_pq,raid456,async_raid6_recov
libcrc32c              16384  1 raid456
raid1                  45056  0
raid0                  24576  0
multipath              20480  0
linear                 20480  0
hid_generic            16384  0
psmouse               151552  0
i2c_i801               32768  0
pata_acpi              16384  0
lpc_ich                24576  0
usbhid                 53248  0
hid                   126976  2 usbhid,hid_generic
e1000e                245760  0
floppy                 81920  0

在上面的輸出中：

• Module 顯示每個模塊的名稱
• Size 顯示每個模塊的大小（並不是它們占的內存大小）
• Used by 顯示每個模塊被使用的次數和使用它們的模塊

顯然，這裡有很多模塊。載入的模塊數量取決於你的系統和版本以及正在運行的內容。我們可以這樣計數：

$ lsmod | wc -l
67

要查看系統中可用的模塊數（不止運行當中的），試試這個命令：

$ modprobe -c | wc -l
41272

與內核模塊相關的其他命令

Linux 提供了幾條用於羅列、載入及卸載、測試，以及檢查模塊狀態的命令。

• depmod —— 生成 modules.dep 和映射文件
• insmod —— 一個往 Linux 內核插入模塊的程序
• lsmod —— 顯示 Linux 內核中模塊狀態
• modinfo —— 顯示 Linux 內核模塊信息
• modprobe —— 添加或移除 Linux 內核模塊
• rmmod —— 一個從 Linux 內核移除模塊的程序

顯示內置的內核模塊

正如前文所說，lsmod 命令是顯示內核模塊最方便的命令。然而，也有其他方式可以顯示它們。modules.builtin 文件中列出了所有構建在內核中的模塊，在 modprobe 命令嘗試添加文件中的模塊時會使用它。注意，以下命令中的 $(uname -r) 提供了內核版本的名稱。

$ more /lib/modules/$(uname -r)/modules.builtin | head -10
kernel/arch/x86/crypto/crc32c-intel.ko
kernel/arch/x86/events/intel/intel-uncore.ko
kernel/arch/x86/platform/intel/iosf_mbi.ko
kernel/mm/zpool.ko
kernel/mm/zbud.ko
kernel/mm/zsmalloc.ko
kernel/fs/binfmt_script.ko
kernel/fs/mbcache.ko
kernel/fs/configfs/configfs.ko
kernel/fs/crypto/fscrypto.ko

你可以使用 modinfo 獲得一個模塊的更多細節，雖然沒有對模塊提供的服務的簡單說明。下面輸出內容中省略了冗長的簽名。

$ modinfo floppy | head -16
filename:       /lib/modules/5.0.0-13-generic/kernel/drivers/block/floppy.ko
alias:          block-major-2-*
license:        GPL
author:         Alain L. Knaff
srcversion:     EBEAA26742DF61790588FD9
alias:          acpi*:PNP0700:*
alias:          pnp:dPNP0700*
depends:
retpoline:      Y
intree:         Y
name:           floppy
vermagic:       5.0.0-13-generic SMP mod_unload
sig_id:         PKCS#7
signer:
sig_key:
sig_hashalgo:   md4

你可以使用 modprobe 命令載入或卸載模塊。使用下面這條命令，你可以找到特定模塊關聯的內核對象：

$ find /lib/modules/$(uname -r) -name floppy*
/lib/modules/5.0.0-13-generic/kernel/drivers/block/floppy.ko

如果你想要載入模塊，你可以使用這個命令：

$ sudo modprobe floppy

總結

很明顯，內核模塊的載入和卸載非常重要。它使得 Linux 系統比使用通用內核運行時更加靈活和高效。這同樣意味著你可以進行重大更改而無需重啟，例如添加硬體。

via: https://www.networkworld.com/article/3391362/looking-into-linux-modules.html

作者：Sandra Henry-Stocker 選題：lujun9972 譯者：LazyWolfLin 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive