Linux內(nèi)核模塊化設(shè)計(jì)

1. Linux內(nèi)核設(shè)計(jì)：?jiǎn)蝺?nèi)核、模塊化(動(dòng)態(tài)裝載和卸載)

(1) Linux：?jiǎn)蝺?nèi)核設(shè)計(jì)，但充分借鑒了微內(nèi)核體系的設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)；為內(nèi)核引入了模塊化機(jī)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(chēng)為vmlinuz-VERSION-release；

當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)之后該文件就不在使用，因?yàn)橐呀?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(yán)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(shí)裝載，占用磁盤(pán)空間，不占用內(nèi)核空間

[*]：Y，編譯進(jìn)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(dòng)rootfs所在的設(shè)備

ramdisk：一個(gè)簡(jiǎn)裝版的根文件系統(tǒng)，可提供的驅(qū)動(dòng)如下：

目標(biāo)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，例如SCSI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)；

邏輯設(shè)備驅(qū)動(dòng)，例如LVM設(shè)備的驅(qū)動(dòng)；

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(jìn)制應(yīng)用程序所依賴(lài)的庫(kù)文件-print shared library dependencies

格式：ldd [OPTION]... FILE...

顯示：

1) 所依賴(lài)庫(kù)文件名稱(chēng) => 所依賴(lài) 庫(kù)文件路徑 (對(duì)應(yīng)內(nèi)存載入符號(hào)鏈接映射指向)

2) 整個(gè)系統(tǒng)調(diào)用庫(kù)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(hào)

uname -r：內(nèi)核的release發(fā)行號(hào)

uname -n：主機(jī)名

3.lsmod：列出內(nèi)核模塊

顯示的內(nèi)核來(lái)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(xì)信息

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

-k kernel：多內(nèi)核并存時(shí)若要查詢(xún)另外一個(gè)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(guò)讀取/lib/modules/#######/*文件的原數(shù)據(jù)來(lái)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(hào)、依賴(lài)的模塊、簽名單位、簽名、加密算法

5.modprobe：實(shí)現(xiàn)模塊的裝載和卸載，同時(shí)會(huì)掛載依賴(lài)的模塊

格式：modprobe [-r] module_name

模塊的動(dòng)態(tài)裝載：modprobe module_name

動(dòng)態(tài)卸載：modprobe -r module_name

注意：默認(rèn)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(lài)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(dòng)解決模塊依賴(lài)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(dāng)前使用中的內(nèi)核重新制作ramdisk文件

# mkinitrd [OPTION...] []

--with=：除了默認(rèn)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(yù)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(jì)信息的輸出接口；還提供一個(gè)配置接口，/proc/sys

(1)參數(shù)：

只讀：信息輸出；例如/proc/#/*,進(jìn)程相關(guān)信息

可寫(xiě)：可接受用戶(hù)指定一個(gè)“新值”來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)核某功能或特性的配置；/proc/sys/

格式： /proc/sys: net/ipv4/ip_forward 相當(dāng)于 net.ipv4.ip_forward

(2)修改參數(shù)方式

1) sysctl命令

專(zhuān)用于查看或設(shè)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(shè)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(jī)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(shí)別出的各硬件設(shè)備的相關(guān)屬性信息，也有內(nèi)核對(duì)硬件特性的可設(shè)置參數(shù)；

對(duì)此些參數(shù)的修改，即可定制硬件設(shè)備工作特性；

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

udev是用戶(hù)空間程序；專(zhuān)用工具：devadmin, hotplug；

udev為設(shè)備創(chuàng)建設(shè)備文件時(shí)，會(huì)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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