linux内核模块,Linux内核模块（一）

Linux的模块化配置&＃xff1a;将公版部分(常用的)编译到内核中&＃xff0c;个性化部分(不常用的/驱动程序)独立出来编译成模块在用户空间中进行加载所需的模块到内核中

[root&＃64;rhel6 ~]# ls /lib/modules/$(uname -r)/kernel

arch    crypto  drivers fs      kernel      lib     mm      net     sound

arch    &＃xff1a;与硬件平台有关的项目&＃xff0c;大部分指的是 CPU 的类别&＃xff0c;例如 x86, x86_64, Xen 虚拟支持等&＃xff1b;

crypto  &＃xff1a;核心所支持的加密的技术&＃xff0c;例如 md5 或者是 des 等等&＃xff1b;

drivers &＃xff1a;一些硬件的驱动程序&＃xff0c;例如显卡、网络卡、PCI 相关硬件等等&＃xff1b;

fs      &＃xff1a;核心所支持的 filesystems &＃xff0c;例如 vfat, reiserfs, nfs 等等&＃xff1b;

kernel  &＃xff1a;定义核心的程序、核心状态、运行绪、程序的排程 (schedule)、程序的讯号 (signle) 等

lib     &＃xff1a;一些函数库&＃xff1b;

mm   &＃xff1a;与内存单元有关的各项数据&＃xff0c;包括 swap 与虚拟内存等&＃xff1b;

net     &＃xff1a;与网络有关的各项协议数据&＃xff0c;还有防火墙模块 (net/ipv4/netfilter/*) 等等&＃xff1b;

sound   &＃xff1a;与音效有关的各项模块&＃xff1b;

●vmlinuz-$(uname -r) 内核引导文件

vmlinuz是可引导的、压缩的内核,在内核编译过程中创建&＃xff0c;也可以使用make zImage(小内核)或make bzImage(大内核)来创建。其中vm表示"Virtual Memory".Linux能够使用硬盘空间作为虚拟内存,不像老的操作系统比如DOS有640KB内存的限制。

[root&＃64;rhel5 ~]# file /boot/vmlinuz-2.6.18-194.el5

/boot/vmlinuz-2.6.18-194.el5: ELF64-bit LSB shared object, AMD x86-64, version1, stripped

[root&＃64;rhel6 ~]# file /boot/vmlinuz-2.6.32-220.el6.x86_64

/boot/vmlinuz-2.6.32-220.el6.x86_64: Linux kernel x86 boot executable bzImage, version2.6.32-220.el6.x86_64 (mockbuil, RO-rootFS, root_dev0x901, swap_dev0x3, Normal VGA

●initrd-$(uname -r).img、initramfs-$(uname -r).img文件

initrd.img是一个内核映像文件&＃xff0c;即"initrd RAM Disk".对vmlinuz内核文件解压之后&＃xff0c;在真正的rootfs(根文件系统)启动之前被加载到内存中。是在系统引导过程中挂载的一个临时rootfs&＃xff0c;用来支持两阶段的引导过程。initrd文件中包含了各种可执行程序和驱动程序&＃xff0c;它们可以用来挂载真正的rootfs&＃xff0c;然后再将这个 initrd RAM Disk 卸载&＃xff0c;并释放内存。在很多嵌入式Linux 系统中&＃xff0c;initrd 就是最终的rootfs。

其实装入本地linux系统时可以不用initrd&＃xff0c;只要在kernel参数中加入root参数就可以了。

在boot loader加载kernel后, kernel需要执行系统中的/sbin/init, 读取这个文件就必须先mount rootfs。早期是通过启动时在kernel参数中加入root参数就告诉内核rootfs在哪个设备上。但随着硬件和技术的发展&＃xff0c;现在rootfs可能位于一个网络存储如NFS上, 可能由于RAID而散布于多个设备上, 可能位于一个加密设备上需要提供用户名和密码,这时root参数就显得不够了。

为了应付这种局面, 先后出现两种机制来作为boot loader装载kernel到真正的/sbin/init执行这个启动过程的桥梁&＃xff1a;initrd和initramfs。

2.6版以前除了内核vmlinuz之外还有一个独立的initrd.img映像文件&＃xff0c;内核在初始化后会mount initrd.img作为一个临时的rootfs到内存中&＃xff0c;而init进程就是在initrd.img里的&＃xff0c;然后init进程会挂载真正的rootfs&＃xff0c;然后umount initrd.img。但2.6之后采用initramfs&＃xff0c;它是一个cpio格式的内存文件系统(可直接通过lsinitrd命令查看).两者有类似的地方&＃xff0c;比如都是由内核执行其中的某个程序(initrd是/linuxrc, initramfs是/init)来加载驱动(如rootfs位于U盘上必须先加载U盘的驱动)并加载真正的rootfs。

dracut 是下一代的 initramfs 系统,是在RHEL6/CentOS6和Fedora11以上的版本才出现的。和前一代 initramfs 系统的不同点在于&＃xff0c;dracut 设计上就考虑到了映像尺寸的问题&＃xff0c;尽量避免硬编码&＃xff0c;以提高生成的 cpio 映像载入内存的速度; 实现上&＃xff0c;由于initramfs 的唯一作用就是挂载rootfs(因此不需要把一堆无用的都装进去)&＃xff0c;它主要依赖 udev 去获取 rootfs 的设备节点&＃xff0c;一旦 rootfs 节点出现则立刻切换过去。另外它采用了模块化的方式&＃xff0c;使用者可自由在 %{_libdir}/dracut/modules.d 下创建他需要的特殊模块&＃xff0c;可扩展性很强。最后它的使用方式和 mkinitrd 非常接近&＃xff0c;迁移成本较低。

[root&＃64;rhel6 ~]# dracut [--hostonly] initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

--hostonly  :生成的 initramfs 映像只能在本机使用,既不能把硬盘移到別的机器上引导&＃xff0c;也不能调整根分区

[root&＃64;rhel5 ~]# file /boot/initrd-2.6.18-194.el5.img

/boot/initrd-2.6.18-194.el5.img: gzip compressed data,fromUnix, last modified: Tue Dec1821:15:302012, max compression

[root&＃64;rhel6 ~]# file /boot/initramfs-2.6.32-220.el6.x86_64.img

initramfs-2.6.32-220.el6.x86_64.img: gzip compressed data,fromUnix, last modified: Sat Dec119:19:412012, max compression

●config-$(uname -r)

config为当前Linux内核的模块配置文件&＃xff0c;即在当前Linux内核中&＃xff0c;系统已启动了哪些模块&＃xff0c;哪些内容已编译到Linux内核等等&＃xff0c;都可通过此文件来查看

在编译内核时&＃xff0c;由make menuconfig、make xconfig、make gconfig命令生成".cofig"文件。可将其复制到/boot/目录下&＃xff0c;重命名为config-$(uname -r)

[root&＃64;rhel6 ~]# cat /boot/config-2.6.32-220.el6.x86_64

# File systems

CONFIG_EXT4_FS&＃61;m"m"表示编译为一个模块

CONFIG_EXT4_FS_XATTR&＃61;y"y"表示编译到内核

CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL&＃61;y

CONFIG_EXT4_FS_SECURITY&＃61;y

# DOS/FAT/NT Filesystems

CONFIG_FAT_FS&＃61;m

CONFIG_MSDOS_FS&＃61;m

CONFIG_VFAT_FS&＃61;m

CONFIG_FAT_DEFAULT_CODEPAGE&＃61;437

CONFIG_FAT_DEFAULT_IOCHARSET&＃61;"ascii"

# CONFIG_NTFS_FS is not set                     "not set"表示没有编译到内核,即内核不支持NTFS文件系统

●System.map-$(uname -r)

在Linux内核编译完成后&＃xff0c;一般会在/boot/目录下生成一个以system.map-*的文件

●内核模块参数的配置文件

RHEL5&＃xff1a;/etc/modprobe.conf

RHEL6&＃xff1a;/etc/modprobe.d/modprobe.conf

[root&＃64;rhel5 ~]# cat /etc/modprobe.conf

alias eth0 e1000                                设置网卡驱动模块别名为eth0

alias eth1 e1000                                添加网卡驱动模块别名为eth1

alias bond0 bonding                             添加bonding驱动模块别名为bond0

options bonding miimon&＃61;100mode&＃61;0添加bonding模块选项

alias scsi_hostadapter1 mptspi                  设置SCSI主机卡设备

alias snd-card-0snd-hda-intel                  设置声卡别名

options snd-card-0index&＃61;0设置声卡选项

options snd-hda-intel index&＃61;0

remove snd-hda-intel { /usr/sbin/alsactl store0>/dev/null2>&1|| : ; }; /sbin/modprobe -r --ignore-remove snd-hda-intel                      配置声卡选项