天天看点

Linux内核模块(一)

Linux内核组件主要包括:

·    文件系统模块(VFS)

主要负责文件系统的管理,在2.6内核中,支持ext2、ext3、ext4、ocfs2、jfs、xfs、reiserfs、gfs及网络文件系统nfs、cifs等。

此类源码文件位于/usr/src/kernels/$(uname -r)/fs/目录下

·    内存管理模块

主要负责物理内存和虚拟内存的资源分配

源码文件位于/usr/src/kernels/$(uname -r)/mm/和/usr/src/kernels/$(uname -r)/arch/*/mm/目录下

·    进程管理模块

主要负责进程的资源分配协调管理

源码文件位于/usr/src/kernels/$(uname -r)/arch/和/usr/src/kernels/$(uname -r)/include/*/arch/目录下

·    进程间通信模块

主要负责协调进程之间的资源分配关系以及进程资源的竞争分配

·    网络接口模块(非必选模块)

内核源码        :/usr/src/kernels/$(uname -r)/                               (默认不安装)

内核模块        :/lib/modules/$(uname -r)/kernel/

内核引导文件      :/boot/vmlinuz-$(uname -r)

RAM Disk        :/boot/initrd-$(uname -r).img、/boot/initramfs-$(rname -r).img

内核模块配置文件:/boot/config-$(uname -r)

内核符号列表文件:/boot/System.map-$(uname -r)

内核参数配置文件:/etc/modprobe.conf、/etc/modprobe.d/modprobe.conf

Linux的模块化配置:将公版部分(常用的)编译到内核中,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@rhel6 ~]# ls /lib/modules/$(uname -r)/kernel  

arch    crypto  drivers fs      kernel      lib     mm      net     sound  

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

crypto  :核心所支持的加密的技术,例如 md5 或者是 des 等等;  

drivers :一些硬件的驱动程序,例如显卡、网络卡、PCI 相关硬件等等;  

fs      :核心所支持的 filesystems ,例如 vfat, reiserfs, nfs 等等;  

kernel  :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     :一些函数库;  

mm   :与内存单元有关的各项数据,包括 swap 与虚拟内存等;  

net     :与网络有关的各项协议数据,还有防火墙模块 (net/ipv4/netfilter/*) 等等;  

sound   :与音效有关的各项模块;  

●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,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@rhel5 ~]# file /boot/vmlinuz-2.6.18-194.el5   

/boot/vmlinuz-2.6.18-194.el5: ELF 64-bit LSB shared object, AMD x86-64, version 1, stripped  

[root@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, version 2.6.32-220.el6.x86_64 (mockbuil, RO-rootFS, root_dev 0x901, swap_dev 0x3, Normal VGA  

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

initrd.img是一个内核映像文件,即"initrd RAM Disk".对vmlinuz内核文件解压之后,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,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,它们可以用来挂载真正的rootfs,然后再将这个 initrd RAM Disk 卸载,并释放内存。在很多嵌入式Linux 系统中,initrd 就是最终的rootfs。  

其实装入本地linux系统时可以不用initrd,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,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: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,内核在初始化后会mount initrd.img作为一个临时的rootfs到内存中,而init进程就是在initrd.img里的,然后init进程会挂载真正的rootfs,然后umount initrd.img。但2.6之后采用initramfs,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,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,dracut 设计上就考虑到了映像尺寸的问题,尽量避免硬编码,以提高生成的 cpio 映像载入内存的速度; 实现上,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),它主要依赖 udev 去获取 rootfs 的设备节点,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,使用者可自由在 %{_libdir}/dracut/modules.d 下创建他需要的特殊模块,可扩展性很强。最后它的使用方式和 mkinitrd 非常接近,迁移成本较低。  

[root@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,也不能调整根分区  

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

/boot/initrd-2.6.18-194.el5.img: gzip compressed data, from Unix, last modified: Tue Dec 18 21:15:30 2012, max compression  

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

initramfs-2.6.32-220.el6.x86_64.img: gzip compressed data, from Unix, last modified: Sat Dec  1 19:19:41 2012, max compression  

●config-$(uname -r)  

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

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

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

# File systems  

CONFIG_EXT4_FS=m                                "m"表示编译为一个模块  

CONFIG_EXT4_FS_XATTR=y                          "y"表示编译到内核  

CONFIG_EXT4_FS_POSIX_ACL=y  

CONFIG_EXT4_FS_SECURITY=y  

# DOS/FAT/NT Filesystems  

CONFIG_FAT_FS=m  

CONFIG_MSDOS_FS=m  

CONFIG_VFAT_FS=m  

CONFIG_FAT_DEFAULT_CODEPAGE=437 

CONFIG_FAT_DEFAULT_IOCHARSET="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,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:/etc/modprobe.conf  

RHEL6:/etc/modprobe.d/modprobe.conf  

[root@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=100 mode=0               添加bonding模块选项  

alias scsi_hostadapter1 mptspi                  设置SCSI主机卡设备  

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

options snd-card-0 index=0                      设置声卡选项  

options snd-hda-intel index=0                                 

remove snd-hda-intel { /usr/sbin/alsactl store 0 >/dev/null 2>&1 || : ; }; /sbin/modprobe -r --ignore-remove snd-hda-intel                      配置声卡选项  

     本文转自Vnimos51CTO博客,原文链接:http://blog.51cto.com/vnimos/1101694,如需转载请自行联系原作者

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