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大标题的图示核心与核心模块

谈完了整个启动的流程,您应该会知道,在整个启动的过程当中,是否能够成功的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,就得要将他解压缩后, 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)』的功能啦!所谓的模块化可以将他想成是一个『外挂程序』, 该外挂程序可能由硬件开发厂商提供,也有可能我们的核心本来就支持~不过,较新的硬件, 通常都需要硬件开发商提供驱动程序模块啦!

那么核心与核心模块放在哪?

  • 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

问题来啦,如果我有个新的硬件,偏偏我的操作系统不支持,该怎么办?很简单啊!

  • 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

上面第一点还很好理解,反正就是重新编译核心就是了。不过,核心编译很不容易啊! 我们会在后续章节约略介绍核心编译的整个程序。比较有趣的则是将该硬件的驱动程序编译成为模块啦! 关於编译的方法,可以参考后续的第二十二章、原始码与 tarball的介绍。 我们这个章节仅是说明一下,如果想要加载一个已经存在的模块时,该如何是好?


小标题的图示核心模块与相依性

既然要处理核心模块,自然就得要了解了解我们核心提供的模块之间的相关性啦! 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;

如果要我们一个一个的去检查这些模块的主要资讯,然后定义出他们的相依性, 我们可能会疯掉吧!所以说,我们的 Linux 当然会提供一些模块相依性的解决方案罗~ 对啦!那就是检查 /lib/modules/$(uname -r)/modules.dep 这个文件啦!他记录了在核心支持的模块的各项相依性。

那么这个文件如何创建呢?挺简单!利用 depmod 这个命令就可以达到创建该文件的需求了!

[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

以上面的范例一为例,我们的 Linux kernel 2.6.x 版本的核心模块扩展名一定是 .ko 结尾的, 当你使用 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 文件中的呐! 这个文件很重要喔!因为他会影响到本章稍后会介绍的 modprobe 命令的应用!


小标题的图示核心模块的观察

那你到底晓不晓得目前核心加载了多少的模块呢?粉简单啦!利用 lsmod 即可!

[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

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)。

也就是说,模块其实真的有相依性喔!举上表为例, mii 这个模块会被 8139too 所使用。 简单的说,就是『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』的意思。 那么除了显示出目前的模块外,我还可以查阅每个模块的资讯吗?举例来说,我们知道 8139too 是螃蟹卡的驱动程序,那么 mii 是什么咚咚?就用 modinfo 来观察吧!

[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)....

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,如果你想要知道某个文件代表的意义为何,利用 modinfo 加上完整档名吧! 看看就晓得是啥玩意儿罗! ^_^


小标题的图示核心模块的加载与移除

好了,如果我想要自行手动加载模块,又该如何是好?有很多方法啦,最简单而且建议的,是使用 modprobe 这个命令来加载模块, 这是因为 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,很方便。至於 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啊!

[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

他立刻就将该模块加载罗~但是 insmod 后面接的模块必须要是完整的『档名』才行!那如何移除这个模块呢?

[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!

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呢!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
# 很方便吧!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 当中的缘故啊!如果要移除的话:
[root@www ~]# modprobe -r cifs

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, 所以罗,当然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呢! 好方便! ^_^

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:
[root@www ~]# modprobe vfat
[root@www ~]# lsmod | grep vfat
vfat                   15809  0
fat                    51165  1 vfat <==原来就是 fat 这个模块啊!

[root@www ~]# modprobe -r vfat <==测试完移除此模块


小标题的图示核心模块的额外参数配置: /etc/modprobe.conf

这个文件我们之前已经谈过了,这里只是再强调一下而已,如果您想要修改某些模块的额外参数配置, 就在这个文件内配置吧!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

嘿嘿!如此一来,我的 Linux 就不会捉错网络卡的对应罗!因为被我强制指定某个 I/O 咯嘛! ^_^


 
     
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