內(nèi)核管理概述

linux8810296

作者：北南南北
來(lái)自：LinuxSir.Org
摘要：本文講述與內(nèi)核操作有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)；比如編譯內(nèi)核，裝載、移除內(nèi)核模塊，查看模塊信息等；本文涉及相關(guān)的命令有modprobe、insmod、depmod、rmmod、modinfo等；
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正文
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一、什么是內(nèi)核；
內(nèi)核官方：http://www.kernel.org
內(nèi)核洋文用 kernel，我剛才翻了一下詞典，kernel 中文意思是內(nèi)核、核心、中心、精髓的意思；也是果仁、果核的意思。從字面理解，kernel 是一事物的中心，植物的果實(shí)最重要的也是果仁和果核；:) 由此我們可以推斷內(nèi)核是操作系統(tǒng)的中心。
我們知道Linus Torvalds 開(kāi)發(fā)了Linux ，其實(shí)他開(kāi)發(fā)的就是內(nèi)核，按內(nèi)核官方主頁(yè)的理解，這個(gè)內(nèi)核就是Linux ；其它的擴(kuò)展和應(yīng)用都是圍繞內(nèi)核而展開(kāi)的。所有Linux應(yīng)用程序都會(huì)和內(nèi)核發(fā)生直接或者間接的接觸；比如硬件需要內(nèi)核支持，網(wǎng)絡(luò)的通信也需要內(nèi)核支持；文件系統(tǒng)更需要內(nèi)核支持... ...
直言我的能力的不行，如果您想了解和學(xué)習(xí)解操作系統(tǒng)，我寫的教程只是初級(jí)應(yīng)用，理論性的東西不是一言兩語(yǔ)能說(shuō)的清楚的，更不是應(yīng)用者能說(shuō)的清楚的。
二、為什么需要編譯內(nèi)核和管理內(nèi)核
硬件是需要內(nèi)核支持才行，有些硬件的支持沒(méi)有被編入內(nèi)核，這也需要我們重編內(nèi)核；內(nèi)核的包含的不僅僅是設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，還有其它的內(nèi)容，比如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持，防火墻的支持... ... 比如iptables的實(shí)現(xiàn)，有些功能是需要內(nèi)核支持的，如果內(nèi)核與iptables相關(guān)的內(nèi)容沒(méi)有被編入，iptables 相關(guān)的功能就無(wú)法實(shí)現(xiàn)；
三、內(nèi)核編譯方法
請(qǐng)參考：
《編譯內(nèi)核操作流程 ──為新手指南》
四、管理內(nèi)核模塊的相關(guān)命令
1、lsmod 列加以掛載的內(nèi)核模塊；
lsmod 是列出目前系統(tǒng)中已加載的模塊的名稱及大小等；另外我們還可以查看 /proc/modules ，我們一樣可以知道系統(tǒng)已經(jīng)加載的模塊；
[root@localhost beinan]# lsmod
2、modinfo 查看模塊信息；
modinfo 可以查看模塊的信息，通過(guò)查看模塊信息來(lái)判定這個(gè)模塊的用途；
[root@localhost beinan]# moinfo 模塊名
舉例：
[root@localhost beinan]# modinfo ne2k-pci
filename: /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/drivers/net/ne2k-pci.ko
author: Donald Becker / Paul Gortmaker
description: PCI NE2000 clone driver
license: GPL
parmtype: debug:int
parmtype: options:array of int
parmtype: full_duplex:array of int
parm: debug:debug level (1-2)
parm: options:Bit 5: full duplex
parm: full_duplex:full duplex setting(s) (1)
vermagic: 2.6.11-1.1369_FC4 686 REGPARM 4KSTACKS gcc-4.0
depends: 8390
alias: pci:v000010ECd00008029sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v00001050d00000940sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v000011F6d00001401sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v00008E2Ed00003000sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v00004A14d00005000sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v00001106d00000926sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v000010BDd00000E34sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v00001050d00005A5Asv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v000012C3d00000058sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v000012C3d00005598sv*sd*bc*sc*i*
alias: pci:v00008C4Ad00001980sv*sd*bc*sc*i*
srcversion: 6ACE95F441CD26DF9DC31C2
上面的例子是我們查看 ne2k-pci 這個(gè)模塊的信息，通過(guò)查看，我們知道ne2k-pci 模塊是8029網(wǎng)卡（PCI NE2000 clone driver）的驅(qū)動(dòng)；模塊是位于 /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/drivers/net/ 中ne2k-pci.ko
我們現(xiàn)在常用的網(wǎng)卡也有8139的，8139網(wǎng)卡所用的驅(qū)動(dòng)是 8139too ；查查看？
[root@localhost beinan]# modinfo 8139too
我們?cè)俨椴関fat 和ntfs 的模塊信息；
[root@localhost beinan]# modinfo vfat
[root@localhost beinan]# modinfo ntfs
自己嘗試一下；
注意： 模塊名是不能帶有后綴的，我們通過(guò)modprobe -l 所看到的模塊，都是帶有.ko 或.o后綴；
3、modprobe 掛載新模塊以及新模塊相依賴的模塊
modprobe 我們常用的功能就是掛載模塊，在掛載某個(gè)內(nèi)核模塊的同時(shí)，這個(gè)模塊所依賴的模塊也被同時(shí)掛載；當(dāng)然modprobe 也有列出內(nèi)核所有模塊，還有移除模塊的功能；下在我們舉個(gè)例子說(shuō)一說(shuō)咱們常用的功能和參數(shù)；
modprobe [-v] [-V] [-C config-file] [-n] [-i] [-q] [-o ]  [parameters...]
modprobe -r [-n] [-i] [-v]  ...
modprobe -l -t  [ -a  ...]
上面是modprobe 的用法，具體更為詳細(xì)的幫助，我們可以查看 man modprobe ；
[root@localhost beinan]# modprobe -c
modprobe -c 可以查看modules 的配置文件，比如模塊的別名是什么等；
[root@localhost beinan]# modprobe -l
modprobe -l 是列出內(nèi)核中所有的模塊，包括已掛載和未掛載的；通過(guò)modprobe -l ，我們能查看到我們所需要的模塊，然后根據(jù)我們的需要來(lái)掛載；其實(shí)modprobe -l 讀取的模塊列表就位于 /lib/modules/'uname -r' 目錄中；其中uname -r 是內(nèi)核的版本；
[root@localhost beinan]# uname -r
2.6.11-1.1369_FC4
[root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/
通過(guò)上面的命令，自己試試看？
[root@localhost beinan]# modprobe 模塊名 注：掛載一個(gè)模塊；
舉例：
[root@localhost beinan]# modprobe ne2k-pci 注：掛載 ne2k-pci 模塊；
[root@localhost beinan]# modprobe vfat 注：掛載vfat 模塊
[root@localhost beinan]# modprobe ntfs 注：掛載ntfs 模塊
[root@localhost beinan]# lsmod 注：列出已掛載模塊， 我們會(huì)看到ne2k-pci ，vfat ，ntfs的模塊 ；
注意： 模塊名是不能帶有后綴的，我們通過(guò)modprobe -l 所看到的模塊，都是帶有.ko 或.o后綴；
[root@localhost beinan]# modprobe -r 模塊名 注：移除已加載的模塊，和rmmod 功能相同；
注意： 模塊名是不能帶有后綴的，我們通過(guò)modprobe -l 所看到的模塊，都是帶有.ko 或.o后綴；
[root@localhost beinan]# modprobe -r 模塊名
舉例：
[root@localhost beinan]# modprobe -r ne2k-pci
就說(shuō)這么多吧，更為詳細(xì)的還是用 man modprobe 來(lái)查看和嘗試；
4、rmmod 移除已掛載模塊；
命令格式：
rmmod 模塊名
注意： 模塊名是不能帶有后綴的，我們通過(guò)modprobe -l 所看到的模塊，都是帶有.ko 或.o后綴；
舉例：
[root@localhost beinan]# rmmod vfat 注：移除已掛載的模塊vfat
5、depmod 創(chuàng)建模塊依賴關(guān)系的列表
這個(gè)模塊管理工具是創(chuàng)建模塊依賴關(guān)系的列表，有幾個(gè)參數(shù)我們注意一下就行了，目前的的Linux 發(fā)行版所用的內(nèi)核是2.6x版本，是自動(dòng)解決依賴關(guān)系，所以這個(gè)命令知道就行了；模塊之前也有依賴關(guān)系，比如我們想驅(qū)動(dòng)USB 移動(dòng)硬盤，目前有兩種驅(qū)動(dòng)，一種是udev ，在內(nèi)核中有，但目前不太穩(wěn)定；另一種辦法是用usb-storage驅(qū)動(dòng)，而usb-storage 依賴的模塊是scsi 模塊，所以我們要用usb-storage 的模塊，也得把scsi 編譯安裝；
再舉個(gè)例子：sata的硬盤，在Linux中的設(shè)備表示的是/dev/sd* ，比如 /dev/sda，/dev/sdb 等... 系統(tǒng)要驅(qū)動(dòng) sata硬盤，則需要把sata在內(nèi)核中選中，或編譯成模塊，或內(nèi)置于內(nèi)核之中，在此同時(shí)，還需要在內(nèi)核中選中ide ，scsi 的支持等；
depmod 工具的洋文原意：depmod — program to generate modules.dep and map files.（我譯的：為modules.dep 文件或映射文件創(chuàng)建依賴關(guān)系）
[root@localhost beinan]# depmod -a 注：為所有列在/etc/modprobe.conf 或/etc/modules.conf 中的所有模塊創(chuàng)建依賴關(guān)系，并且寫入到modules.dep文件；
[root@localhost beinan]# depmod -e 注：列出已掛載但不可用的模塊；
[root@localhost beinan]# depmod -n 注：列出所有模塊的依賴關(guān)系，但僅僅是輸出出來(lái) （Write the dependency file on stdout only）
注：modules.dep 位于 /lib/modules/內(nèi)核版本 目錄
比如 Fedora Core 4.0 中，系統(tǒng)默認(rèn)的內(nèi)核：
[root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/modules.dep
/lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/modules.dep
6、insmod 掛載模塊；
insmod 這個(gè)工具，和modprobe 有點(diǎn)類似，但功能上沒(méi)有modprobe 強(qiáng)，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(duì)路徑，并且一定要帶有模塊文件名后綴的(modulefile.o 或modulesfile.ko ）；
對(duì)于這個(gè)工具，我們只是介紹一下， 并不推薦使用。因?yàn)槟�塊有依賴關(guān)系，對(duì)于新手來(lái)說(shuō)，可能不知道這個(gè)模塊依賴和哪個(gè)模塊依賴；
舉例：
[root@localhost beinan]# insmod /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/drivers/net/tg3.ko
我們要到 /lib/modules/內(nèi)核版本 uname -r 的命令輸出/kernel/drivers 中找相對(duì)應(yīng)的模塊才行，要有絕對(duì)路徑，而且必須要用到文件名的全稱，不能把文件名的后綴省略；
五、與內(nèi)核模塊加載相關(guān)的配置文件；
1、模塊的配置文件 modules.conf 或 modprobe.conf
內(nèi)核模塊的開(kāi)機(jī)自動(dòng)掛載模塊一般是位于一個(gè)配置文件，一般的Linux發(fā)行版本都有 /etc/modules.conf 或 /etc/modprobe.conf 。比如Fedora Core 4.0 內(nèi)核模塊開(kāi)機(jī)自動(dòng)加載文件是 /etc/modprobe.conf ；在這個(gè)文件中，一般是寫入模塊的加載命令或模塊的別名的定義等；比如我們?cè)趍odules.conf 中可能會(huì)發(fā)行類似的一行 ；
alias eth0 8139too 而8029的網(wǎng)卡應(yīng)該是
alias eth0 ne2k-pci
這樣系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)候，首先會(huì)modprobe 8139too ，然后再為8139too 指定別名為 eth0，然后我們?cè)诘卿浀臅r(shí)候，用 ifconfig 就會(huì)查看到網(wǎng)卡的IP 等情況，當(dāng)然您得為網(wǎng)卡設(shè)置IP 才行；
一般的情況下，modproe.conf 或modules.conf的內(nèi)容 是我們用相應(yīng)的硬件配置工具而生成的；如果您的硬件驅(qū)動(dòng)是沒(méi)有被內(nèi)核支持，您自己到硬件的廠商下載而來(lái)的驅(qū)動(dòng)。一般的情況下都有安裝和幫助文件。他們的驅(qū)動(dòng)在配置時(shí)，他會(huì)寫入硬件的支持到modules.conf 或modprobe.conf 文件中。
再比如我們的聲卡在modules.conf 或modprobe.conf 中也有相應(yīng)的內(nèi)容，這是由alsaconf 配置工具生成的，明白了吧；同理網(wǎng)卡在modprobe.conf 或modules.conf中的內(nèi)容也是由網(wǎng)卡的配置工具而來(lái)的。
有些硬件是以內(nèi)核模塊的方式驅(qū)動(dòng)的，模塊一旦加載上就能用，也沒(méi)有什么配置工具，比如vfat 和ntfs 的支持；如果是硬件驅(qū)動(dòng)不以模塊的方式支持，而是直接編入內(nèi)核，也不會(huì)用在modprobe.conf 或 modules.conf 中加入什么內(nèi)容；
如果您有些模塊不能開(kāi)機(jī)加載，您想讓一些模塊加機(jī)自動(dòng)加載，就可以把modprobe 模塊 直接寫入配置文件；
2、內(nèi)核模塊其它配置文件
內(nèi)核模塊的其它配置文件還是需要了解的，比如 /lib/modules/內(nèi)核版本目錄下的幾個(gè)文件；了解一下就行；比如：
[root@localhost beinan]# uname -r
2.6.11-1.1369_FC4
[root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/
build misc modules.ccwmap modules.ieee1394map modules.isapnpmap modules.symbols source
kernel modules.alias modules.dep modules.inputmap modules.pcimap modules.usbmap
六、硬件驅(qū)動(dòng)在系統(tǒng)中的目錄；
硬件驅(qū)動(dòng)在內(nèi)核中以模塊支持的目錄；
硬件驅(qū)動(dòng)是必須由內(nèi)核支持的，無(wú)論是我們自己安裝驅(qū)動(dòng)，還是內(nèi)核自帶的驅(qū)動(dòng)都是如此。硬件驅(qū)動(dòng)如果是以內(nèi)核模塊支持的，驅(qū)動(dòng)目錄位于： /lib/modules/內(nèi)核版本/kernel/目錄 或 /lib/modules/內(nèi)核版本/kernel/drivers 目錄中；
[root@localhost beinan]# uname -r
2.6.11-1.1369_FC4
[root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel
arch crypto drivers fs lib net sound
注：只有驅(qū)動(dòng)在內(nèi)核中以模塊的方法支持，驅(qū)動(dòng)才位于 /lib/modules/相應(yīng)的目錄；如果是直接置入內(nèi)核的，不會(huì)出現(xiàn)在/lib/modules驅(qū)動(dòng)相關(guān)的目錄；
七、自己編譯驅(qū)動(dòng)的辦法；
如果是硬件廠商或者開(kāi)源社區(qū)提供的驅(qū)動(dòng)（沒(méi)有集成在內(nèi)核源碼中的），編譯驅(qū)動(dòng)過(guò)程一般是./configure ;make;make install ，有時(shí)程序不提供./configure ，我們可以make或make install ，或者執(zhí)行make;make install ；如果不能make install ，則需要我們自己復(fù)制.o或者.ko文件到 /lib/modules/內(nèi)核版本/kernel/目錄 或 /lib/modules/內(nèi)核版本/kernel/drivers 目錄中相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)目錄；
這個(gè)還是自己嘗試吧，說(shuō)也說(shuō)不清楚，遇到問(wèn)題后就知道怎么弄了；具體的還是驅(qū)動(dòng)的REAME和INSTALL為準(zhǔn)；
現(xiàn)在大多驅(qū)動(dòng)都是在編譯安裝時(shí)，都自動(dòng)復(fù)制.o或.ko 文件到內(nèi)核模塊目錄，大多不用我們自己動(dòng)手復(fù)制過(guò)去。如果您嘗試編譯安裝聲卡驅(qū)動(dòng) alsa-drivers 就會(huì)明白我所說(shuō)的意思；
如果是我們通過(guò)重編內(nèi)核來(lái)解決驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，可以查看/usr/src/目錄中的內(nèi)核源碼目錄中的 Documentation 的REAME ；所有的幫助文件都在那里；
后記：
內(nèi)核編譯對(duì)新手來(lái)說(shuō)是有點(diǎn)困難，我寫過(guò)類似的文檔也有好多篇，但是不是新手弟兄從中能學(xué)到點(diǎn)什么，我不太知道；畢竟我寫的文檔在內(nèi)核文件告訴一些基本的流程和注意的事項(xiàng)；內(nèi)核的配置只有多實(shí)踐才能學(xué)會(huì)，在配置內(nèi)核時(shí)，要多看看幫助；
內(nèi)核模塊管理方面我在本文中已經(jīng)寫了一些，大體上就這些，如果想要知道更為詳細(xì)的，只能是自己看man 和--help了，我寫文檔也無(wú)非是查看這些東西，然后實(shí)踐再寫給大家；我能寫出來(lái)，我想您的能力并不一定比我差，應(yīng)該超出我才對(duì)；
相關(guān)文檔：
1、
《編譯內(nèi)核操作流程 ──為新手指南》
2、
《內(nèi)核管理概述》
3、
《用ALSA驅(qū)動(dòng)聲卡流程詳解》
4、
《Fedora / Redhat 軟件包管理指南》
5、
內(nèi)核主站：http://kernel.org


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