Linux內(nèi)核模塊化設計

1. Linux內(nèi)核設計：單內(nèi)核、模塊化(動態(tài)裝載和卸載)

(1) Linux：單內(nèi)核設計，但充分借鑒了微內(nèi)核體系的設計的優(yōu)點；為內(nèi)核引入了模塊化機制；

(2) 內(nèi)核的組成部分：

kernel：內(nèi)核核心，一般為bzImage格式，通常位于/boot目錄，名稱為vmlinuz-VERSION-release；

當系統(tǒng)啟動之后該文件就不在使用，因為已經(jīng)加載到內(nèi)存，放置/boot下方便管理

kernel object：內(nèi)核模塊，一般放置于/lib/modules/VERSION-release/

內(nèi)核模塊與內(nèi)核核心版本一定要嚴格匹配；

2.內(nèi)核模塊：編譯選擇模式

[ ]：N，不編譯此部分

[M]：Module ，以模塊化編譯，可以臨時裝載，占用磁盤空間，不占用內(nèi)核空間

[*]：Y，編譯進內(nèi)核核心，可以直接調(diào)用

3.ramdisk：輔助性文件，并非必須，取決于內(nèi)核是否能直接驅(qū)動rootfs所在的設備

ramdisk：一個簡裝版的根文件系統(tǒng)，可提供的驅(qū)動如下：

目標設備驅(qū)動，例如SCSI設備的驅(qū)動；

邏輯設備驅(qū)動，例如LVM設備的驅(qū)動；

文件系統(tǒng)，例如xfs文件系統(tǒng)；

內(nèi)核模塊信息獲取和管理命令

1.ldd：打印二進制應用程序所依賴的庫文件-print shared library dependencies

格式：ldd [OPTION]... FILE...

顯示：

1) 所依賴庫文件名稱 => 所依賴 庫文件路徑 (對應內(nèi)存載入符號鏈接映射指向)

2) 整個系統(tǒng)調(diào)用庫的入口

linux-vdso.so.1 => (0x00007fff293fe000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f0228073000)

2.uname：內(nèi)核信息獲取 -print system information

格式：uname [OPTION]…

uname -a：顯示內(nèi)核所有信息

uname -v：內(nèi)核的編譯版本號

uname -r：內(nèi)核的release發(fā)行號

uname -n：主機名

3.lsmod：列出內(nèi)核模塊

顯示的內(nèi)核來自于/proc/modules

模塊名，大小，被引用的次數(shù)、被什么引用

4.modinfo命令：顯示指定的模塊的詳細信息

格式：modinfo [-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]

-k kernel：多內(nèi)核并存時若要查詢另外一個kernel上的模塊信息

-F field： 僅顯示指定字段的信息；

-n：顯示文件路徑；

通過讀取/lib/modules/#######/*文件的原數(shù)據(jù)來顯示相關(guān)信息

顯示內(nèi)容：文件名、協(xié)議、描述、作者、別名、適用于RHEL版本號、依賴的模塊、簽名單位、簽名、加密算法

5.modprobe：實現(xiàn)模塊的裝載和卸載，同時會掛載依賴的模塊

格式：modprobe [-r] module_name

模塊的動態(tài)裝載：modprobe module_name

動態(tài)卸載：modprobe -r module_name

注意：默認被裝載的模塊不要隨意卸載

6.depmod：- Generate modules.dep and map files

內(nèi)核模塊依賴關(guān)系文件和系統(tǒng)信息映射文件的生成工具；

7.insmod、rmmod：模塊的裝載和卸載，不能自動解決模塊依賴關(guān)系

insmod [filename] [module options...]

filename：模塊文件的文件路徑；

rmmod [module_name]

ramdisk文件的管理

1.mkinitrd(CentOS 5)：為當前使用中的內(nèi)核重新制作ramdisk文件

# mkinitrd [OPTION...] []

--with=：除了默認的模塊之外需要裝載至initramfs中的模塊；

--preload=：initramfs所提供的模塊需要預先裝載的模塊；

示例： ~]# mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

2.dracut(CentOS 6/7 , 兼容5)： - low-level tool for generating an initramfs image

# dracut [OPTION...] [ []]

示例： ~]# dracut /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)

內(nèi)核信息輸出偽文件系統(tǒng)

1./proc：內(nèi)核狀態(tài)和統(tǒng)計信息的輸出接口；還提供一個配置接口，/proc/sys

(1)參數(shù)：

只讀：信息輸出；例如/proc/#/*,進程相關(guān)信息

可寫：可接受用戶指定一個“新值”來實現(xiàn)對內(nèi)核某功能或特性的配置；/proc/sys/

格式： /proc/sys: net/ipv4/ip_forward 相當于 net.ipv4.ip_forward

(2)修改參數(shù)方式

1) sysctl命令

專用于查看或設定/proc/sys目錄下參數(shù)的值； sysctl [options] [variable[=value]]

查看：# sysctl -a；# sysctl variable

修改其值：# sysctl -w variable=value

2) 文件系統(tǒng)命令（cat, echo)

查看：# cat /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE

設定：# echo "VALUE" > /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE

3) 配置文件：/etc/sysctl.conf, /etc/sysctl.d/*.conf

立即生效的方式：sysctl -p [/PATH/TO/CONFIG_FILE]

(3)重要的內(nèi)核參數(shù)

net.ipv4.ip_forward：核心轉(zhuǎn)發(fā)；

vm.drop_caches：

kernel.hostname：主機名；

net.ipv4.icmp_echo_ignore_all：忽略所有ping操作；

2./sys目錄：Kernel 2.6版本后引入

sys文件系統(tǒng)：輸出內(nèi)核識別出的各硬件設備的相關(guān)屬性信息，也有內(nèi)核對硬件特性的可設置參數(shù)；

對此些參數(shù)的修改，即可定制硬件設備工作特性；

udev：通過讀取/sys目錄下的硬件設備信息按需為各硬件設備創(chuàng)建設備文件；

udev是用戶空間程序；專用工具：devadmin, hotplug；

udev為設備創(chuàng)建設備文件時，會讀取其事先定義好的規(guī)則文件

一般在/etc/udev/rules.d/目錄下，以及/usr/lib/udev/rules.d/目錄下；

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