Загрузка модуля ядра linux

Загружаемые модули ядра Linux

Системное ядро Linux способно к модификации за счёт расширения функциональных возможностей. Это достигается несколькими способами, но самым оптимальным является подключение загружаемых модулей ядра. Этот способ позволяет вести разработку нужного функционала для ядра независимо от самого ядра. Процесс подключения модулей к ядру, как правило, никаких трудностей не вызывает (в отличие от конфигурирования и компиляции). Если конечно модули разработаны грамотно и должным образом протестированы. Системным администраторам стоит помнить, что если нужно «расширить» ядро под требуемый функционал, то в первую очередь следует воспользоваться вариантом в виде загружаемых модулей ядра.

Зачем нужны загружаемые модули ядра?

С помощью загружаемых модулей ядра довольно просто добавлять в систему драйверы, поддержку новых технологий и возможностей для архитектуры Linux. Это не требует затрагивания компонентов, уже включенных в ядро. Не нужно модифицировать исходный код ядра и возиться с его компиляцией. К тому же, это экономит память и дисковое пространство под само ядро. Ведь можно загружать только те модули, которые используются фактически.

Однако среди всех неоспоримых и весомых плюсов в использовании загружаемых модулей ядра, существуют и определённые минусы — необходима стопроцентная уверенность в том, что конкретный загружаемый модуль надёжный и стабильный. Иначе при загрузке и выгрузке этого модуля велика вероятность нарушить работоспособность ядра. И его нужно будет конфигурировать заново.

Среди всех UNIX-подобных операционных систем наиболее приспособленными для работы с загружаемыми модулями ядра (а также поддерживающими самый широкий спектр оборудования и аппаратных платформ, в том числе и новинок) являются системы Linux и Solaris.

Особенности работы с модулями ядра Linux

Как уже было отмечено, Linux способна предоставить системным администраторам довольно широкие возможности для работы с загружаемыми модулями ядра. Так например в Linux любой системный компонент возможно сделать загружаемым модулем за исключением двух системных объектов: драйвера устройства, используемого для работы корневой файловой системы (ФС) и драйвера мыши типа PS/2.

Все загружаемые модули хранятся (и устанавливаются) в каталог /lib/modules/версия_ядра. Здесь версия_ядра может определена командой:

Для то, чтобы получить список загруженных и используемых в данный момент модулей ядра, можно воспользоваться командой lsmod:

Как видно из данного вывода, в системе настроена поддержка брандмауэра iptables, а также используются модули для интеллектуального управления платформой IMPI – Intelligent Platform Management Interface. В колонке «Size» указывается размер в байтах, а в колонке «Used by» (кем используется) приводится количество связей на данный модуль от других компонентов, а также список самих этих компонентов.

Даже если системное ядро было сконфигурировано и скомпилировано с настройками и комплектностью по-умолчанию, то при использовании команды lsmod, как правило будет выведен довольно длинный список модулей. Если известно точное или примерное имя модуля, который необходимо проверить (используется он или нет), то вместе с командой lsmod удобно использовать и команду grep:

В данном выводе показаны результаты для используемых ядром модулях драйвера amdgpu.

Загрузка и подключение модулей ядра

Пусть имеется загружаемый модуль ядра для некоторого устройства. Например есть файл модуля somedevice.ko для устройства somedevice. Чтобы загрузить этот модуль для ядра прямо во время работы системы следует использовать команду insmod:

При помощи этой же команды можно также и задавать конфигурационные параметры, необходимые для требуемых или специфических режимов работы модулей:

Для удаления модуля нужно либо перезапустить систему или указать в явном запросе выгружаемый модуль с помощью команды rmmod:

Следует заметить, что несмотря на то, что команду rmmod хоть и можно использовать в любой момент времени, однако модуль может быть удалён только в случае, если с ним не связано ни одной действующей ссылки, которые указываются в столбце «Used by» вывода команды lsmod.

Чтобы каждый раз поле перезапуска системы не загружать требуемые модули, в Linux существует возможность подключать их автоматически с помощью файла /etc/modprobe.conf и соответствующей команды modprobe. Эта команда является «обёрткой» команды insmod. Она способна определять порядок загрузки и выгрузки модулей, их параметры, а также зависимости от других модулей и/или параметров. Всю эту информацию команда modprobe читает из файла /etc/modprobe.conf, который, кстати способна и сама генерировать.

Чтобы сгенерировать файл modprobe.conf в соответствии с текущим набором загруженных модулей (которые необходимо загрузить заранее), нужно использовать команду:

В результате будет создан достаточно длинный файл, содержимое которого может выглядеть примерно так:

Ключевые слова path определяют расположение конкретных модулей в файловой системе, а aliases задают привязку файловых систем, сетевых протоколов, старших номеров блочных и символьных устройств к требуемому модулю.

Значения для строк options администраторы должны задавать самостоятельно, поскольку эти инструкции командой modprobe автоматически не генерируются. Например, чтобы задать для модуля устройства somedevice адрес его ввода-вывода, а также вектор прерываний, можно это сделать таким образом:

Стоит отметить также, что для команды modprobe доступны ключевые слова install и remove, при помощи которых можно указывать команды, которые будут выполняться во время загрузки и установки модулей ядра соответственно.

Как можно видеть, в процедуре управления модулями нет ничего слишком сложного, однако это тот случай, когда системным администраторам следует проявлять особую аккуратность и осторожность, проверяя каждый модуль, который планируется использовать в системе.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

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

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

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