内核管理的基础知识

一、什么是内核；

    内核官方：

    内核洋文用 kernel，我刚才翻了一下词典，kernel 中文意思是内核、核心、中心、精髓的意思；也是果仁、果核的意思。从字面理解，kernel 是一事物的中心，植物的果实最重要的也是果仁和果核；:) 由此我们可以推断内核是操作系统的中心。

    我们知道Linus Torvalds 开发了Linux ，其实他开发的就是内核，按内核官方主页的理解，这个内核就是Linux ；其它的扩展和应用都是围绕内核而展开的。所有Linux应用程序都会和内核发生直接或者间接的接触；比如硬件需要内核支持，网络的通信也需要内核支持；文件系统更需要内核支持... ...

    直言我的能力的不行，如果您想了解和学习解操作系统，我写的教程只是初级应用，理论性的东西不是一言两语能说的清楚的，更不是应用者能说的清楚的。

    二、为什么需要编译内核和管理内核

    硬件是需要内核支持才行，有些硬件的支持没有被编入内核，这也需要我们重编内核；内核的包含的不仅仅是设备的驱动，还有其它的内容，比如网络协议的支持，防火墙的支持... ... 比如iptables的实现，有些功能是需要内核支持的，如果内核与iptables相关的内容没有被编入，iptables 相关的功能就无法实现；

    三、内核编译方法

    请参考：《编译内核操作流程 ──为新手指南》

    四、管理内核模块的相关命令

    1、lsmod 列加以挂载的内核模块；

    lsmod 是列出目前系统中已加载的模块的名称及大小等；另外我们还可以查看 /proc/modules ，我们一样可以知道系统已经加载的模块；

    [root@localhost beinan]# lsmod

    2、modinfo 查看模块信息；

    modinfo 可以查看模块的信息，通过查看模块信息来判定这个模块的用途；

    [root@localhost beinan]# moinfo 模块名

    举例：

    [root@localhost beinan]# modinfo ne2k-pci
    filename: /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/drivers/net/ne2k-pci.ko
    author: Donald Becker / Paul Gortmaker
    description: PCI NE2000 clone driver
    license: GPL
    parmtype: debug:int
    parmtype: options:array of int
    parmtype: full_duplex:array of int
    parm: debug:debug level (1-2)
    parm: options:Bit 5: full duplex
    parm: full_duplex:full duplex setting(s) (1)
    vermagic: 2.6.11-1.1369_FC4 686 REGPARM 4KSTACKS gcc-4.0
    depends: 8390
    alias: pci:v000010ECd00008029sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v00001050d00000940sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v000011F6d00001401sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v00008E2Ed00003000sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v00004A14d00005000sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v00001106d00000926sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v000010BDd00000E34sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v00001050d00005A5Asv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v000012C3d00000058sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v000012C3d00005598sv*sd*bc*sc*i*
    alias: pci:v00008C4Ad00001980sv*sd*bc*sc*i*
    srcversion: 6ACE95F441CD26DF9DC31C2

    上面的例子是我们查看 ne2k-pci 这个模块的信息，通过查看，我们知道ne2k-pci 模块是8029网卡（PCI NE2000 clone driver）的驱动；模块是位于 /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/drivers/net/ 中ne2k-pci.ko

    我们现在常用的网卡也有8139的，8139网卡所用的驱动是 8139too ；查查看？

    [root@localhost beinan]# modinfo 8139too

    我们再查查vfat 和ntfs 的模块信息；

    [root@localhost beinan]# modinfo vfat
    [root@localhost beinan]# modinfo ntfs

    自己尝试一下；

    注意： 模块名是不能带有后缀的，我们通过modprobe -l 所看到的模块，都是带有.ko 或.o后缀；

    3、modprobe 挂载新模块以及新模块相依赖的模块

    modprobe 我们常用的功能就是挂载模块，在挂载某个内核模块的同时，这个模块所依赖的模块也被同时挂载；当然modprobe 也有列出内核所有模块，还有移除模块的功能；下在我们举个例子说一说咱们常用的功能和参数；

    modprobe [-v] [-V] [-C config-file] [-n] [-i] [-q] [-o ] [parameters...]
    modprobe -r [-n] [-i] [-v] ...
    modprobe -l -t [ -a ...]

    上面是modprobe 的用法，具体更为详细的帮助，我们可以查看 man modprobe ；

    [root@localhost beinan]# modprobe -c

    modprobe -c 可以查看modules 的配置文件，比如模块的别名是什么等；

    [root@localhost beinan]# modprobe -l

    modprobe -l 是列出内核中所有的模块，包括已挂载和未挂载的；通过modprobe -l ，我们能查看到我们所需要的模块，然后根据我们的需要来挂载；其实modprobe -l 读取的模块列表就位于 /lib/modules/'uname -r' 目录中；其中uname -r 是内核的版本；

    [root@localhost beinan]# uname -r
    2.6.11-1.1369_FC4
    [root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/

    通过上面的命令，自己试试看？

    [root@localhost beinan]# modprobe 模块名 注：挂载一个模块；

    举例：

    [root@localhost beinan]# modprobe ne2k-pci 注：挂载 ne2k-pci 模块；
    [root@localhost beinan]# modprobe vfat 注：挂载vfat 模块
    [root@localhost beinan]# modprobe ntfs 注：挂载ntfs 模块
    [root@localhost beinan]# lsmod 注：列出已挂载模块， 我们会看到ne2k-pci ，vfat ，ntfs的模块 ；

    注意： 模块名是不能带有后缀的，我们通过modprobe -l 所看到的模块，都是带有.ko 或.o后缀；

    [root@localhost beinan]# modprobe -r 模块名 注：移除已加载的模块，和rmmod 功能相同；

    注意： 模块名是不能带有后缀的，我们通过modprobe -l 所看到的模块，都是带有.ko 或.o后缀；

    [root@localhost beinan]# modprobe -r 模块名

    举例：

    [root@localhost beinan]# modprobe -r ne2k-pci

    就说这么多吧，更为详细的还是用 man modprobe 来查看和尝试；

    4、rmmod 移除已挂载模块；

    命令格式：

    rmmod 模块名

    注意： 模块名是不能带有后缀的，我们通过modprobe -l 所看到的模块，都是带有.ko 或.o后缀；

    举例：

    [root@localhost beinan]# rmmod vfat 注：移除已挂载的模块vfat

    5、depmod 创建模块依赖关系的列表

    这个模块管理工具是创建模块依赖关系的列表，有几个参数我们注意一下就行了，目前的的Linux 发行版所用的内核是2.6x版本，是自动解决依赖关系，所以这个命令知道就行了；模块之前也有依赖关系，比如我们想驱动USB 移动硬盘，目前有两种驱动，一种是udev ，在内核中有，但目前不太稳定；另一种办法是用usb-storage驱动，而usb-storage 依赖的模块是scsi 模块，所以我们要用usb-storage 的模块，也得把scsi 编译安装；

    再举个例子：sata的硬盘，在Linux中的设备表示的是/dev/sd* ，比如 /dev/sda，/dev/sdb 等... 系统要驱动 sata硬盘，则需要把sata在内核中选中，或编译成模块，或内置于内核之中，在此同时，还需要在内核中选中ide ，scsi 的支持等；

    depmod 工具的洋文原意：depmod — program to generate modules.dep and map files.（我译的：为modules.dep 文件或映射文件创建依赖关系）

    [root@localhost beinan]# depmod -a 注：为所有列在/etc/modprobe.conf 或/etc/modules.conf 中的所有模块创建依赖关系，并且写入到modules.dep文件；
    [root@localhost beinan]# depmod -e 注：列出已挂载但不可用的模块；
    [root@localhost beinan]# depmod -n 注：列出所有模块的依赖关系，但仅仅是输出出来 （Write the dependency file on stdout only）

    注：modules.dep 位于 /lib/modules/内核版本 目录

    比如 Fedora Core 4.0 中，系统默认的内核：

    [root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/modules.dep
    /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/modules.dep

    6、insmod 挂载模块；

    insmod 这个工具，和modprobe 有点类似，但功能上没有modprobe 强，modprobe 在挂载模块是不用指定模块文件的路径，也不用带文件的后缀.o 或.ko ；而insmod 需要的是模块的所在目录的绝对路径，并且一定要带有模块文件名后缀的(modulefile.o 或modulesfile.ko ）；

    对于这个工具，我们只是介绍一下， 并不推荐使用。因为模块有依赖关系，对于新手来说，可能不知道这个模块依赖和哪个模块依赖；

    举例：

    [root@localhost beinan]# insmod /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel/drivers/net/tg3.ko

    我们要到 /lib/modules/内核版本 uname -r 的命令输出/kernel/drivers 中找相对应的模块才行，要有绝对路径，而且必须要用到文件名的全称，不能把文件名的后缀省略；

    五、与内核模块加载相关的配置文件；

    1、模块的配置文件 modules.conf 或 modprobe.conf

    内核模块的开机自动挂载模块一般是位于一个配置文件，一般的Linux发行版本都有 /etc/modules.conf 或 /etc/modprobe.conf 。比如Fedora Core 4.0 内核模块开机自动加载文件是 /etc/modprobe.conf ；在这个文件中，一般是写入模块的加载命令或模块的别名的定义等；比如我们在modules.conf 中可能会发行类似的一行 ；

    alias eth0 8139too

而8029的网卡应该是

    alias eth0 ne2k-pci

    这样系统启动的时候，首先会modprobe 8139too ，然后再为8139too 指定别名为 eth0，然后我们在登录的时候，用 ifconfig 就会查看到网卡的IP 等情况，当然您得为网卡设置IP 才行；

    一般的情况下，modproe.conf 或modules.conf的内容 是我们用相应的硬件配置工具而生成的；如果您的硬件驱动是没有被内核支持，您自己到硬件的厂商下载而来的驱动。一般的情况下都有安装和帮助文件。他们的驱动在配置时，他会写入硬件的支持到modules.conf 或modprobe.conf 文件中。

    再比如我们的声卡在modules.conf 或modprobe.conf 中也有相应的内容，这是由alsaconf 配置工具生成的，明白了吧；同理网卡在modprobe.conf 或modules.conf中的内容也是由网卡的配置工具而来的。

    有些硬件是以内核模块的方式驱动的，模块一旦加载上就能用，也没有什么配置工具，比如vfat 和ntfs 的支持；如果是硬件驱动不以模块的方式支持，而是直接编入内核，也不会用在modprobe.conf 或 modules.conf 中加入什么内容；

    如果您有些模块不能开机加载，您想让一些模块加机自动加载，就可以把modprobe 模块 直接写入配置文件；

    2、内核模块其它配置文件

    内核模块的其它配置文件还是需要了解的，比如 /lib/modules/内核版本目录下的几个文件；了解一下就行；比如：

    [root@localhost beinan]# uname -r
    2.6.11-1.1369_FC4
    [root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/
    build misc modules.ccwmap modules.ieee1394map modules.isapnpmap modules.symbols source
    kernel modules.alias modules.dep modules.inputmap modules.pcimap modules.usbmap

    六、硬件驱动在系统中的目录；

    硬件驱动在内核中以模块支持的目录；

    硬件驱动是必须由内核支持的，无论是我们自己安装驱动，还是内核自带的驱动都是如此。硬件驱动如果是以内核模块支持的，驱动目录位于： /lib/modules/内核版本/kernel/目录 或 /lib/modules/内核版本/kernel/drivers 目录中；

    [root@localhost beinan]# uname -r
    2.6.11-1.1369_FC4
    [root@localhost beinan]# ls /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/kernel
    arch crypto drivers fs lib net sound

    注：只有驱动在内核中以模块的方法支持，驱动才位于 /lib/modules/相应的目录；如果是直接置入内核的，不会出现在/lib/modules驱动相关的目录；

    七、自己编译驱动的办法；

    如果是硬件厂商或者开源社区提供的驱动（没有集成在内核源码中的），编译驱动过程一般是./configure ;make;make install ，有时程序不提供./configure ，我们可以make或make install ，或者执行make;make install ；如果不能make install ，则需要我们自己复制.o或者.ko文件到 /lib/modules/内核版本/kernel/目录 或 /lib/modules/内核版本/kernel/drivers 目录中相应的驱动目录；

    这个还是自己尝试吧，说也说不清楚，遇到问题后就知道怎么弄了；具体的还是驱动的REAME和INSTALL为准；

    现在大多驱动都是在编译安装时，都自动复制.o或.ko 文件到内核模块目录，大多不用我们自己动手复制过去。如果您尝试编译安装声卡驱动 alsa-drivers 就会明白我所说的意思；

    如果是我们通过重编内核来解决驱动问题，可以查看/usr/src/目录中的内核源码目录中的 Documentation 的REAME ；所有的帮助文件都在那里；