Linux driver module loading

Как загружать и выгружать модули ядра в Linux

Оригинал: How to Load and Unload Kernel Modules in Linux
Автор: Aaron Kili
Дата публикации: 13 июня 2017 года
Перевод: А. Кривошей
Дата перевода: июль 2017 г.

Модуль ядра — это программа, которая может быть загружена в ядро операционной системы, или выгружена из него по запросу без перекомпиляции ядра или перезагрузки системы. Модули предназначены для расширения функциональности ядра. Другими словами можно сказать, что модули похожи на плагины к программам, например к WordPress. Плагины расширяют функциональность программы без включения их в исходный код.

Аналогично, без модулей ядро должно быть собрано с включением всей необходимой функциональности непосредственно в образ ядра. Это приводит к увеличению его размеров, кроме того, для добавления любой новой функциональности системным администраторам необходимо перекомпилировать ядро.

Простой пример модуля — драйвер, который предоставляет ядру доступ к аппаратному устройству, подключенному к компьютеру.

Список всех загруженных модулей ядра в Linux

В Linux названия всех модулей заканчиваются расширением .ko, и обычно они загружаются автоматически при обнаружении оборудования во время загрузки системы. Однако системный администратор может управлять модулями с помощью специальных команд.

Для вывода списка всех загруженных модулей в Linux может использоваться команда lsmod (list modules), которая читает содержимое /proc/modules.

Как загрузить или выгрузить (удалить) модули ядра в Linux

Для загрузки модуля ядра мы можем использовать команду insmod (insert module). Здесь необходимо задать полный путь к модулю. Приведенная ниже команда загружает модуль speedstep-lib.ko.

Для выгрузки модуля ядра мы будем использовать команду rmmod (remove module). Следующая команда выгрузит модуль speedstep-lib.ko.

Управление модулями ядра с помощью команды modprobe

modprobe — это интеллектуальная команда для чтения списка, загрузки и выгрузки модулей ядра. Она производит поиск всех модулей и соответствующих файлов в директории /lib/modules/$(uname -r), но не включает в поиск альтернативные конфигурационные файлы в директории /etc/modprobe.d. Таким образом, здесь вам не нужно вводить полный путь к модулю — в этом преимущество modprobe по сравнению с ранее описанными командами.

Для загрузки модуля просто введите его имя.

Для выгрузки модуля используется флаг -r.

Замечание: в modprobe выполняется автоматическое преобразование подчеркивания, поэтому при вводе названий модулей нет никакой разницы между _ и -.

Более подробно ознакомиться с опциями можно на man-странице modprobe.

Источник

Драйверы устройств в Linux

Часть 17: Взаимодействие с модулями

В этой статье, которая является частью серии статей о драйверах устройств в Linux, демонстрируются различные варианты взаимодействия с модулями Linux.

Поскольку Светлана и Пагс перешли к работе над своим заключительным в этом семестре проектом по драйверам Linux, им пришлось вплотную заняться некоторыми самыми интересными вопросами их технического исследования. Это, в основном, вопросы, связанные с различными способами взаимодействия с модулями Linux (динамически загружаемыми и выгружаемыми драйверами), например, с получением доступа к переменным модуля, вызовом функций модуля и передача в модуль параметров.

Глобальные переменные и функции

Достаточно важен вопрос, связанный с доступом к переменным и функциями модуля извне модуля. Просто можно сделать их глобальными, объявить их в заголовке как extern, добавить заголовок и получить к ним доступ, разве этого не достаточно? Все это просто в рамках обычной парадигмы разработки приложений, но при разработке ядра, несмотря на рекомендации делать все по умолчанию статически, всегда будут случаи, когда могут потребоваться нестатические глобальные переменные.

Простым примером может стать драйвер, переключающийся между несколькими файлами, с функцией (функциями), находящейся в одном файле и вызываемой из другого файла. Сейчас для того, чтобы даже в такой ситуации избежать какой-нибудь коллизии в пространстве имен ядра, каждый модуль должен находиться в своем собственном пространстве имен. И мы знаем, что одновременно нельзя загружать два модуля с одним и тем же именем. Таким образом, можно достигнуть полного отсутствия коллизий. Но это также значит, что ничего, что есть внутри модуля, нельзя даже в том случае, если мы этого захотим, использовать в ядре в качестве глобальных переменных. И именно для таких случаев в заголовочном файле
определяются следующие макросы:

• EXPORT_SYMBOL(sym)
• EXPORT_SYMBOL_GPL(sym)
• EXPORT_SYMBOL_GPL_FUTURE(sym)

Каждый из них экспортирует символьную переменную в качестве своих параметров, дополнительно помещая ее по умолчанию в одну из собственных секций _gpl или _gpl_future . Таким образом, для конкретной символьной переменной следует использовать только один из этих макросов, причем независимо от того, будет ли эта символьная переменная именем переменной или именем функции. Это продемонстрировано в следующем фрагменте кода ( our_glob_syms.c ):

Для каждой экспортируемой символьной переменной также есть соответствующая структура, которая для того, чтобы к ней был глобальный доступ, размещается в (каждой из следующих) таблице символов ядра ( __ksymtab ), таблице строк ядра ( __kstrtab ) и в таблице контрольных сумм CRC ядра ( __kcrctab ).

На рис.1 показан фрагмент директория /proc/kallsyms до и после загрузки модуля our_glob_syms.ko , который компилировался с использованием обычного файла Makefile , предназначенного для драйверов.

Рис.1: Наш модуль глобальных символьных переменных

В следующем коде показан вспомогательный заголовочный файл ( our_glob_syms.h ), который должен добавляться в модули, использующие экспортные символьные переменные ool_cl и get_cool_cl :

На рис.1 также показан файл Module.symvers , который был сгенерирован при компиляции модуля our_glob_syms . В нем находится различная информация, касающаяся всех экспортируемых символьных переменных конкретного директория. Возможно, что кроме того, что в модули, в которых используются экспортируемые символы, следует добавить приведенный выше заголовочный файл, также необходимо, чтобы в директории, в котором собираются эти модули, присутствовал файл Module.symvers .

Обратите внимание, что в заголовочном файле
, используемом в приводимых выше примерах, добавляются объявления и определения для разнообразных классов, о чем уже ранее упоминалось в более раннем обсуждении символьных драйверов

Параметры модуля

Зная о том, как аргументы командной строки передаются в приложение, было бы естественно спросить, можно ли что-то подобное сделать с модулем — и ответом будет: да, это возможно. Параметры можно передать в модуль при его загрузке, например, с помощью команды insmod . Интересно, что в отличие от аргументов командной строки, указываемых для приложения, параметры для модуля можно будет впоследствии изменить, если получить доступ к sysfs .

Параметры модуля настаиваются с помощью следующего макроса (определяется в

, который находится в

):

Здесь name является именем параметра, type является типом параметра, а с помощью perm задаются права доступа к файлу sysfs , соответствующему данному параметру. Поддерживаются значения следующих типов: byte, short, ushort, int, uint, long, ulong, charp (символьный указатель), bool и invbool (инвертированный Boolean).

В следующем коде модуля ( module_param.c ) продемонстрировано использование в модуле параметра:

Рис.2: Эксперименты с параметром модуля

Рис.3: Эксперименты с параметром модуля (в роли пользователя root)

Обратите внимание, что прежде, чем настраивать параметр, необходимо определить переменную с тем же самым именем и совместимым типом данных. Затем выполните следующие действия и поэкспериментируйте так, как это показано на рис.2 и 3:

• Соберите драйвер (файл module_param.ko ) — используйте для этого обычный файл Makefile , предназначенный для драйверов.
• Загрузите драйвер с помощью команды insmod (с параметрами и без параметров)
• Проведете эксперименты с соответствующими записями в /sys
• И, наконец, выгрузите драйвер с помощью команды rmmod

Обратите внимание на следующее:

• Когда команда insmod запускается без параметров, то значением, используемым по умолчанию, станет начальное значение (равное 3) переменной cfg_value .
• Для файла параметров cfg_value модуля module_param , находящегося в /sys/module/ , установлены права доступа 0764, что означает rwx — для пользователя, rw- — для группы и r— — для всех остальных.

• Посмотрите результат работы команды dmesg/tail для всех данных, выдаваемых операцией печати printk в каждой из команд insmod и rmmod
• Попытайтесь в роли обычного пользователя (не имеющего прав доступа root) сделать запись в файл /sys/module/module_param/parameters/cfg_value

Подведем итог

Благодаря последним полученным знаниям у наших двух героев достаточно хорошее представление о драйверах в Linux, и они готовы начать работу над завершающим проектом семестра. Есть предположения о теме, которой будет посвящен их проект? Подсказка: они выбрали одну из самых сложных тем, связанную с драйверами в Linux. Давайте в следующей статье посмотрим, как они с ней справятся.

Источник

Ubuntu Documentation

What are loadable modules (drivers) ?

Essentially, modules are to Linux as drivers are to Windows.

Unlike Windows drivers, which are usually supplied by the hardware manufacturer, most modules come supplied with each Linux distribution.

The Linux kernel can be extended to have additional capabilities in two basic ways:

• Recompilation of the kernel with new capabilities permanently «compiled-in» and subsequent booting to the new kernel;
• Building of a kernel with loadable modules for occasional use. In order to use these modules’ features, the modules must be added to the kernel- this can be done either automatically or manually. When a module is no longer wanted, it may be removed from the custom kernel manually or it can disappear automatically.

During kernel configuration and building, features specified with a ‘y’ will have the necessary software to support those features as part of the kernel (the features will be «compiled into» the kernel and will consume memory permanently). If a feature is specified with an ‘m’ then the feature will be a loadable module that may be loaded and unloaded at will (and will use memory only if the module is loaded). If an ‘n’ is specified, then the feature will not be enabled in the kernel at all and will not be available.

Using loadable modules

The file /etc/modules configures which loadable modules are automatically loaded. Here is a sample:

Читайте также:  Не удается запустить windows испорчен windows system32 config system

Changing /etc/modules: Let’s say your eepro100 Ethernet device breaks and you buy a new Ethernet card that uses the tulip driver. In this case, the relevant line in /etc/modules file should be changed to:

In most cases, when you reboot with your new Ethernet card, Ubuntu’s configuration manager should automatically notice a new Ethernet card is installed, and change the /etc/modules file for you.

To view a list of loadable kernel modules on a system, as well as their status, run:

To see a list of the module files:

To load a module, and any modules that it depends on, use modprobe:

To remove a loaded module, use rmmod:

To view information about a module, use modinfo:

Blacklisting Modules

For various reasons it may be desirable to stop a module from loading. In this case a module can be blacklisted in /etc/modprobe.d/blacklist

for example the line

should be added to prevent the ‘e100’ module (one of many Ethernet modules) from loading.

Sometimes it is needed to update the drivers cache after editing the blacklist.conf file. To do this, run:

Loadable_Modules (последним исправлял пользователь nohappiness 2014-03-11 01:05:53)

The material on this wiki is available under a free license, see Copyright / License for details
You can contribute to this wiki, see Wiki Guide for details

Источник

Howto: Display List of Modules or Device Drivers In the Linux Kernel

H ow do I display the list of loaded Linux Kernel modules or device drivers on Linux operating systems?

You need to use lsmod program which show the status of loaded modules in the Linux Kernel. Linux kernel use a term modules for all hardware device drivers.

Tutorial details
Difficulty level	Easy
Root privileges	Yes
Requirements	lsmod
Est. reading time	Less than a one minute

Please note hat lsmod is a trivial program which nicely formats the contents of the /proc/modules , showing what kernel modules are currently loaded.

This is an important task. With lsmod you can verify that device driver is loaded for particular hardware. Any hardware device will only work if device driver is loaded.

Task: List or display loaded modules

Open a terminal or login over the ssh session and type the following command
$ less /proc/modules
Sample outputs:

To see nicely formatted output, type:
$ lsmod
Sample outputs:

First column is Module name and second column is the size of the modules i..e the output format is module name, size, use count, list of referring modules.

• No ads and tracking
• In-depth guides for developers and sysadmins at Opensourceflare✨
• Join my Patreon to support independent content creators and start reading latest guides:
  • How to set up Redis sentinel cluster on Ubuntu or Debian Linux
  • How To Set Up SSH Keys With YubiKey as two-factor authentication (U2F/FIDO2)
  • How to set up Mariadb Galera cluster on Ubuntu or Debian Linux
  • A podman tutorial for beginners – part I (run Linux containers without Docker and in daemonless mode)
  • How to protect Linux against rogue USB devices using USBGuard

Join Patreon ➔

Finding more info about any module or driver

Type the following command:
# modinfo driver-Name-Here
# modinfo thermal_sys
# modinfo e1000e
Sample outputs:

Источник