Что такое модули линукса

IgorKa — Информационный ресурс

Немного обо всем и все о немногом, или практический опыт системного администратора.

Декабрь 2009

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
« Ноя			Янв »
1	2	3	4	5	6
7	8	9	10	11	12	13
14	15	16	17	18	19	20
21	22	23	24	25	26	27
28	29	30	31

Лекция №19 — Модули Linux

Модули являются очень важной частью операционной системы Linux. Модули расширяют функциональность ядра Linux. Модули представляют из себя специальные файлы, в которых реализован тот или иной функционал. Драйверы устройств — это тоже тип модулей. Модули могут быть независимыми — самодостаточными для выполнения заложенных в них функций, а могут быть зависимыми от других модулей.

Расположены модули в каталоге /lib/modules/версия ядра. Если у вас установлено несколько версий ядра, то, как правило, в каталоге /lib/modules/ будет находится такое же количество каталогов. Например:

/linux$ ls -1 /lib/modules/
2.6.31-14-generic
2.6.31-15-generic
2.6.31-16-generic

Модули очень тесно взаимодействуют с ядром поэтому для каждой ревизии ядра генерируется свой подкаталог с модулями. В загрузочных скриптах с помощью команды uname -r вычисляется версия ядра и модули загружаются из каталога с соответствующим названием.

Для того чтобы просмотреть список загруженных модулей предназначена команда lsmod. Команда выводит информацию в трех столбцах: имя модуля, размер модуля и зависимые модули. в третьем столбце указаны модули работа которых зависит от модуля, который указан в первом столбце.

Module Size Used by
nfs_acl 2844 0
sunrpc 191712 1 nfs_acl
qnx4 8576 0

В примере видим, что работа модуля nfs_acl зависит от модуля sunrpc.

Чтобы загрузить модуль в оперативную память (и ядро могло использовать его функции) можно использовать команду insmod. Выполняется команда от имени суперпользователя и в качестве параметра нужно указать название файла модуля с указанием полного пути к файлу:

/linux$ sudo insmod /lib/modules/2.6.31-16-generic/kernel/fs/qnx4/qnx4.ko

Загружаемый модуль отвечает за возможность взаимодействия ядра с файловой системой qnx. Проверим загружен ли модуль:

/linux$ lsmod | grep qnx
qnx4 8576 0

Чтобы выгрузить модуль из памяти предназначена команда rmmod. В качестве параметра команда rmmod принимает имя модуля в том виде в котором выдает его команда lsmod. При указании имени модуля можно пользоваться клавишей TAB для дополнения имени по первым буквам.

/linux$ sudo rmmod qnx4
igor@ubuntu:

/linux$ lsmod | grep qnx

Если попытаться выгрузить модуль от работы которого зависят другие модули получим предупреждение о том, какие модули используют выгружаемый модуль, и модуль не будет выгружен:

/linux$ sudo rmmod sunrpc
ERROR: Module sunrpc is in use by nfs_acl

Команда insmod является очень простой командой и не совсем удобной для пользователя, поэтому чаще всего используется более продвинутая команда modprobe. Чтобы с помощью команды modprobe загрузить модуль необходимо передать ей имя модуля. Например:

/linux$ sudo modprobe qnx4
igor@ubuntu:

/linux$ lsmod | grep qnx
qnx4 8576 0

Основное преимущество команды modprobe в том, что она в отличии от insmod умеет разбирать зависимости модулей. В начале я уже говорил, что модули могут зависеть от других модулей и если вы попытаетесь командой insmod загрузить модуль который зависит от другого модуля (и он не загружен), то получите ошибку. Например:

/linux$ sudo insmod /lib/modules/2.6.31-16-generic/kernel/fs/nfs_common/nfs_acl.ko
insmod: error inserting ‘/lib/modules/2.6.31-16-generic/kernel/fs/nfs_common/nfs_acl.ko’: -1 Unknown symbol in module

Команда modprobe может воспользоваться файлом /lib/modules/версия ядра/modules.dep в котором описаны все зависимости модулей. Если открыть этот файл и найти строку для модуля nfs_acl.ko, то можно увидеть, что он зависит от модуля sunrpc.ko. Командой insmod в данном случае пришлось бы воспользоваться дважды: сначала для загрузки модуля sunrpc.ko, а затем уже для модуля nfs_acl.ko:

/linux$ sudo insmod /lib/modules/2.6.31-16-generic/kernel/net/sunrpc/sunrpc.ko
igor@ubuntu:

/linux$ sudo insmod /lib/modules/2.6.31-16-generic/kernel/fs/nfs_common/nfs_acl.ko

Команда modprobe сама разбирает зависимости и загружает необходимые модули:

/linux$ sudo modprobe nfs_acl
igor@ubuntu:

/linux$ lsmod
Module Size Used by
nfs_acl 2844 0
sunrpc 191712 1 nfs_acl

Файл /lib/modules/версия ядра/modules.dep генерируется и обновляется командой depmod. Команда depmod просматривает информацию о каждом модуле и генерирует зависимости, которые записываются в файл /lib/modules/версия ядра/modules.dep.

Еще одна полезная команда при работе с модулями это команда modinfo. modinfo — считывает информацию о модуле и выдает ее на экран:

/linux$ modinfo nfs_acl
filename: /lib/modules/2.6.31-16-generic/kernel/fs/nfs_common/nfs_acl.ko
license: GPL
srcversion: F7BFA9B63618825ED524789
depends: sunrpc
vermagic: 2.6.31-16-generic SMP mod_unload modversions 586

Среди прочей видим информацию об имени файла модуля (строка filename), и зависимостях (строка depends).

Важный момент для понимания работы моделей состоит в том, что модуль во время своей загрузки может принимать параметры, которые могут влиять на его работу. Тема эта непростая и мы не будем рассматривать ее на этой лекции, но знать об этом нужно. Какие параметры может принимать модуль можно посмотреть командой modinfo. Не все модули могут принимать параметры (например у нашего модуля nfs_acl таких параметров нет), а вот в примере ниже показан модуль которому можно передавать параметры:

/linux$ modinfo snd-bt87x
filename: /lib/modules/2.6.31-16-generic/kernel/sound/pci/snd-bt87x.ko
license: GPL
parm: index:Index value for Bt87x soundcard (array of int)
parm: id:ID string for Bt87x soundcard (array of charp)
parm: enable:Enable Bt87x soundcard (array of bool)
parm: digital_rate:Digital input rate for Bt87x soundcard (array of int)
parm: load_all:Allow to load the non-whitelisted cards (bool)

Строки начинающиеся с parm и есть описания параметров.

Источник

Kernel module (Русский)

Модули ядра — это отдельные кусочки кода, которые могут быть загружены и выгружены из ядра по мере необходимости. Они расширяют функциональность ядра без необходимости перезагрузки системы.

Contents

Обзор

Чтобы создать модуль ядра, вы можете прочитать The Linux Kernel Module Programming Guide. Модуль можно сконфигурировать как вкомпилированный, а можно как загружаемый. Чтобы иметь возможность динамически загружать или выгружать модуль, его необходимо сконфигурировать как загружаемый модуль в настройке ядра (в этом случае строка, относящаяся к модулю должна быть отмечена буквой M ).

Модули хранятся в /usr/lib/modules/kernel_release . Чтобы узнать текущую версию вашего ядра, используйте команду uname -r .

Получение информации

Чтобы узнать, какие модули ядра загружены в настоящий момент:

Чтобы показать информацию о модуле:

Чтобы вывести список опций, с которыми загружен модуль:

Чтобы отобразить настройки для всех модулей:

Чтобы отобразить настройки для отдельного модуля:

Чтобы узнать зависимости модуля (или его псевдонима), включая сам модуль:

Автоматическое управление модулями

Сегодня все необходимые загрузки модулей делаются автоматически с помощью udev, поэтому если вам не нужно загружать какие-либо модули, не входящие в стандартное ядро, вам не придётся прописывать модули, требующиеся для загрузки в каком-либо конфигурационном файле. Однако, бывают случаи, когда вам необходимо загружать свой модуль в процессе загрузки или наоборот не загружать какой-то стандартный модуль, чтобы ваш компьютер правильно функционировал.

Чтобы дополнительные модули ядра загружались автоматически в процессе загрузки, создаются статические списки в конфигурационных файлах в директории /etc/modules-load.d/ . Каждый конфигурационный файл называется по схеме /etc/modules-load.d/

.conf . Эти конфигурационные файлы содержат список названий модулей ядра, которые необходимо грузить, разделённых переносом строки. Пустые строки и строки, в которых первым непробельным символом является # или ; , игнорируются.

Смотрите modules-load.d(5) для дополнительной информации.

Управление модулями вручную

Управление модулями ядра производится с помощью утилит, предоставляемых пакетом kmod . Вы можете использовать эти утилиты вручную.

Загрузка модуля из другого места (для тех модулей, которых нет в /lib/modules/$(uname -r)/ ):

Альтернативный вариант выгрузки модуля:

Настройка параметров модуля

Чтобы передать параметр модулю ядра, вы можете воспользоваться конфигурационным файлом в modprobe или использовать командную строку ядра.

С помощью файлов в /etc/modprobe.d/

Файлы в директории /etc/modprobe.d/ можно использовать для передачи настроек модуля в udev, который через modprobe управляет загрузкой модулей во время загрузки системы. Конфигурационные файлы в этой директории могут иметь любое имя, оканчивающееся расширением .conf . Синтаксис следующий:

С помощью командной строки ядра

Если модуль вкомпилирован в ядро, вы также можете передать параметры модулю с помощью командной строки ядра. Для всех стандартных загрузчиков, подойдёт следующий синтаксис:

Просто добавьте это в загрузчике в строку с ядром, как описано в параметрах ядра.

Создание псевдонимов

Псевдонимы (алиасы) — это альтернативные названия для модуля. Например: alias my-mod really_long_modulename означает, что вы можете использовать modprobe my-mod вместо modprobe really_long_modulename . Вы также можете использовать звёздочки в стиле shell, то есть alias my-mod* really_long_modulename будет иметь тот же эффект, что и modprobe my-mod-something . Создайте алиас:

У некоторых модулей есть алиасы, которые используются для их автоматической загрузки, когда они потребуются определённой программе. Отключение этих алиасов может предотвратить их автоматическую загрузку, при этом остаётся возможность из загрузки вручную.

Запрет загрузки

В терминах модулей ядра blacklisting означает механизм, предотвращающий загрузку какого-то модуля. Это может понадобиться, например если вам не нужна работа какого-то оборудования или если загрузка данного модуля вызывает проблемы: например, могут быть два модуля ядра, которые пытаются управлять одним и тем же оборудованием, и их совместная загрузка приводит к конфликту.

Некоторые модули загружаются как часть initramfs. Команда mkinitcpio -M напечатает все автоматически обнаруженные модули: для предотвращения initramfs от загрузки каких-то из этих модулей, занесите их в чёрный список в /etc/modprobe.d/modprobe.conf . Команда mkinitcpio -v отобразит все модули, которые необходимы некоторым хукам (например, filesystems хук, block хук и т.д.). Не забудьте добавить этот .conf файл в секцию FILES в /etc/mkinitcpio.conf , если вы этого ещё не сделали, пересоберите initramfs после того, как вы запретили загрузку модулей, а затем перезагрузитесь.

С помощью файлов в /etc/modprobe.d/

Создайте .conf файл в /etc/modprobe.d/ и добавьте строку для каждого модуля, который вы хотите запретить, используя ключевое слово blacklist . Например, если вы хотите запретить загружать модуль pcspkr :

Можно изменить такое поведение. Команда install заставляет modprobe запускать вашу собственную команду вместо вставки модуля в ядро как обычно. Поэтому вы можете насильно сделать так, чтобы модуль никогда не загружался:

Это запретит данный модуль и все модули, зависящие от него.

С помощью командной строки ядра

Вы также можете запрещать модули из загрузчика.

Источник

Модули ядра Linux

Как вы знаете из статьи что такое ядро Linux, ядро является монолитным. Это значит, что весь исполняемый код сосредоточен в одном файле. Такая архитектура имеет некоторые недостатки, например, невозможность установки новых драйверов без пересборки ядра. Но разработчики нашли решение и этой проблеме, добавив систему модулей.

Ядро Linux позволяет драйверам оборудования, файловых систем, и некоторым другим компонентам быть скомпилированными отдельно — как модули, а не как часть самого ядра. Таким образом, вы можете обновлять драйвера не пересобирая ядро, а также динамически расширять его функциональность. А еще это значит, что вы можете включить в ядре только самое необходимое, а все остальное подключать с помощью модулей. Это очень просто.

В этой статье мы рассмотрим модули ядра Linux, основы работы с ними, просмотр уже загруженных модулей, загрузку, установку и отключение модулей. А также полное отключение, добавление в черный список и добавление новых модулей ядра.

Основы

Модули ядра Linux собираются только под определенную версию ядра, есть способ запуска модуля независимо от версии ядра, если они совместимы с помощью dkms, но об этом мы поговорим позже.

Находятся все модули в папке /lib/modules/. Учитывая, что модули рассчитаны только для определенной версии ядра, то в этой папке создается отдельная подпапка, для каждой установленной в системе версии ядра. В этой папке находятся сами модули и дополнительные конфигурационные файлы, модули отсортированы по категориям, в зависимости от назначения например:

Перед тем как переходить к практике, давайте коротко рассмотрим основные команды для управления модулями.

• lsmod — посмотреть загруженные модули
• modinfo — информация о модуле
• insmod — загрузить модуль
• rmmod — удалить модуль

Работа с модулями ядра Linux выполняется, в основном, с помощью этих команд, но могут использовать и другие.

Все модули

Такая задача возникает нечасто, но если вы хотите посмотреть все установленные модули ядра Linux в системе, делается очень просто. Все модули расположены в папке /lib/modules, а поэтому очень просто вычислить их все одной командой, или даже просто зайти в папку файловым менеджером и посмотреть.

В Ubuntu команда будет выглядеть вот так:

Можно смастерить такую конструкцию с помощью find:

Можем искать только для текущего ядра:

Также, все модули записаны в конфигурационном файле /lib/modules/modules.aliases, поэтому мы можем просто посмотреть его содержимое:

Если хотим проверить установлен ли определенный модуль ядра Linux, отфильтруем вывод любой из команд с помощью grep:

Что загружено?

Все информация о загруженных модулях хранится в файле /proc/modules, мы можем ее вывести командой:

Но для этого дела есть более цивилизованные методы. Это утилита lsmod и modinfo. Чтобы посмотреть загруженные модули ядра linux выполните:

Удобно проверять загружен ли модуль с помощью grep:

А более подробную информацию о каждом модуле можно получить с помощью утилиты modinfo:

Здесь вы можете увидеть файл модуля, его лицензию, автора и зависимости. Зависимости — это те модули, которые должны быть загружены для его нормальной работы. К сожалению, не для всех модулей доступно нормальное описание, но вы можете попробовать посмотреть описание зависимостей модуля.

Запуск модулей ядра

Загрузить модуль ядра Linux можно с помощью команд modprobe или insmod.

Например, загрузим модуль vboxdrv

Чтобы загрузить модуль ядра linux с помощью insmod необходимо передать адрес файла модуля:

Напоминаю, что его можно узнать с помощью команды modinfo. Запуск модуля ядра Linux предпочтительно выполнять с помощью modprobe, поскольку эта команда не только находит файл модуля в файловой системе, но и загружает все его зависимости.

Удаление модулей ядра

Здесь аналогично две команды — modprobe, позволяет удалить модуль если ей передать опцию -r, а также есть команда rmmod. Начнем с modprobe:

Другая команда в этом случае выглядит немного проще:

Если вы получили ошибку во время выгрузки модуля, значит он еще используется другими модулями, и сначала нужно выгрузить их. Правильно отработавшая команда не должна ничего возвращать.

Блокирование загрузки модулей

Иногда, во время загрузки системы для используемых нами устройств, загружаются не те модули ядра Linux, они либо не поддерживают нужную функциональность либо конфликтуют с другими модулями. Ярким примером можно назвать загрузку драйвера b43 вместо brcmsmac для беспроводных адаптеров Broadcom. Чтобы решить эту проблему вы можете добавлять модули в черный список. Для этого достаточно добавить одну строчку в файл /etc/modprobe.d/blacklist.conf:

Этот код добавит в черный список модуль b43.

Установка модулей ядра Linux

Собранные для этой версии ядра модули вы можете просто скопировать в нужную папку, собственно, мы так и поступаем, когда собираем ядро из исходников. Но с проприетарными драйверами и другими внешними драйверами, не поставляемыми в комплекте с ядром дело обстоит иначе. Эти модули поддерживают несколько версий ядра, но для их установки используется специальная технология — DKMS (Dynamic Kernel Module Support). Причем модуль, установленный таким образом один раз, будет пересобираться для каждой новой версии ядра автоматически.

Дальше рассмотрим установку модуля Intel NIC — ixgbe. Как вы убедитесь установка модулей ядра выполняется не так уж сложно. Сначала скачаем исходники и скопируем их в нужную папку:

Источник