Linux 内核模块加载知多少

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1. 内核模块

内核模块的作用

2. 内核模块的加载

2.1 内核模块的加载过程

2.2 内核模块加载方式

使用 insmod 加载模块

使用 modprobe 加载模块

2.3 内核模块加载顺序

3. 常用的相关命令

4. 总结

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工作还在继续，学习还在继续，学习当然好需要记录。

做过Linux 驱动一定多少了解到一些驱动加载相关知识，这也是一个必备，本章节将简单讲讲关于驱动加载相关：

本文将可以解决以下问题：

什么是内核模块？

Linux 内核模块是如何加载的？

Linux 内核模块的方式有哪些？

Linux 下insmod和modprobe有什么不一样，该如何使用？是否还有必要存在insmod？

Linux 下什么情况下需要使用insmod或者modprobe，直接放在内核中加载不行么？

Linux 中关于内核模块的加载，模块加载顺序是否能控制的？

如何查看内核模块符号的依赖？

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1. 内核模块

内核模块全称Loadable Kernel Module (LKM)， 是一种在内核运行时加载一组目标代码来实现某个特定功能的机制。这样对于可以分离出目标代码提高系统的灵活性，在开发过程中，可以灵活选择添加或者移除，而不需要重新编译内核烧写内核。

内核模块运行在内核空间，用于应用程序运行在用户空间

内核模块的作用

1. 设备驱动程序：支持新硬件设备，如网络卡、显卡、USB设备等。

2. 文件系统：支持新的文件系统类型，如 ext4、NFS 等。

3. 网络协议：添加新的网络协议或安全功能。

4. 系统调用：增加新的系统调用或内核功能。

2. 内核模块的加载

2.1 内核模块的加载过程

内核模块的加载过程，包括用户请求加载，加载模块文件，解析依赖，检查符号，初始化模块，添加到内核。有一些还可能存在其他步骤注册驱动，绑定设备之类。

2.2 内核模块加载方式

使用 insmod 或 modprobe 命令加载编译好的模块。

使用 insmod 加载模块

insmod hello.ko

使用 modprobe 加载模块

modprobe hello

对于insmod 是一个低级命令，直接插入指定的模块而不处理依赖关系；modprobe 是一个高级命令，能够自动处理模块的依赖关系并加载必要的模块。

在使用modprobe智能化加载需要依靠一些文件：

modules.dep
modules.alias
modules.symbols
modules.builtin
modules.builtin.modinfo

分析依赖文件：

modules.dep,另外modules.dep.bin是一个二进制文件。

这里举一个例子：

vim  /lib/modules/6.1.1+g29549c7073bf/modules.dep
# 省略部分
# trusted 依赖后面的模块
kernel/security/keys/trusted-keys/trusted.ko: kernel/drivers/crypto/caam/caam_jr.ko kernel/drivers/crypto/caam/caamkeyblob_desc.ko kernel/drivers/...
# 省略部分

这里采用modprobe 安装trusted

2.3 内核模块加载顺序

内核模块的加载顺序，有的模块是具有依赖关系，假如A模块依赖于B模块，那么必须先加载B模块再加载A模块，对于这种情况，采用modprobe A，它将自动会先加载B模块，再加载A模块。关于 顺序依赖关系可以查看文件module.depd，安装顺序可以查看modules.order：模块编译和安装顺序，关于这个顺序一般是通过Linux在编译内核后通过depmod自动实现。

如果采用insmod 手动线加载模块B，再加载A模块。如果在加载的过程中出现错误，可以先查看当前加载的模块需要依赖哪些部分，可以大概知道先加载哪些模块。

3. 常用的相关命令

# 直接加载内核模块 假设内核模块名称：hywelstar.ko
insmod hywelstar.ko
# 卸载指定内核模块
rmmod hywelstar
​
# 加载模块，并自动处理依赖关系
modprobe hywelstar
# 卸载
modprobe -r module_name
​
# 列出当前所有加载的内核（内核加载的看不到的）
lsmod
​
# 显示内核模块的详细信息
modinfo hywelstar
​
# 显示相关联的模块依赖关系
modprobe --show-depends hywelstar
​
# 显示当前的模块配置，包括别名、选项和黑名单等。
modprobe -c
​
# 卸载模块
sudo modprobe -r hywelstar
​
# 验证模块已卸载
lsmod | grep hywelstar

4. 总结

        本章节大概讲述内核加载相关的基础知识，用法以及开头遗留下的问题应该都可以得到答案。对于内部内核加载后续再考虑讲解，一些链表相关内容。对于当前能掌握如何使用，如何去排查问题，在工作有一些帮助。在什么样情景该使用内核加载模块，哪些情景使用modprobe和insmod.一般来说对于紧急要启动的模块，会放在内核加载。大部分模块建议放在文件系统去加载，这样会大大减小内核的大小，对系统于升级也有一些帮助。哪些必须使用手动加载，对于在应用中存在不同功能或者角色转换相关时候，都是采用手动或脚本实现。比如，有些OTG的功能，USB角色转换就是典型采用手动加载内核模块切换。