[driver]linux内核动态加载模块

问题：

1. 把编译好的模块放到板子/lib/modules对应文件夹下，并且执行了depmod -a, 比如pl2303.ko，那么下一次插入pl2303的串口线，是否可以识别，也就是自动加载pl2303驱动？

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转自：http://blog.csdn.net/hunanchenxingyu/article/details/47292327

一、安装内核模块

一般步骤：

在/usr/src/Linux/下运行make menuconfig把需要编译成模块的项打上(M)，保存并退出。
运行make modules，这一步将在/usr/src/linux/下生成*.o或*.ko文件。
运行make modeules_install来安装,这步会把生成的.o或ko文件拷贝到/lib/modules/`uname -r`/下。

如果你只要编译某一个或几个模块，就可以用下面这个快速的方法：

找到编译内核所需要的.config文件。在/usr/src/linux/arch目录下有若干编译内核所用的配置。选择我们想要的配置，将它复制到/usr/src/linux目录下，改名为.config。 cp /usr/src/linux/arch/x86/xxconfig /usr/src/linux/.config
修改.config文件，去掉不用的模块，加上自己想要的模块。打开.config，有许多XXXX=m的项，这些都是要被编译为模块的项，因为我们不希望编译这些模块，所以要把XXXX=m的项统统去掉。然后再加上我们想要的模块，例如将# CONFIG_NTFS_FS is not set 改为CONFIG_NTFS_FS=m 当然，可以用你熟悉各种工具来做这件事。
编译NTFS模块。在/usr/src/linux目录下运行命令make modules来编译我们想要的模块。
安装模块。编译后得到的.o文件在/usr/src/linux/目录下，手动将它复制到正确的目录下。例如cp /usr/src/linux/fs/ntfs/ntfs.o /lib/modules/2.2.16-22/fs/

注意：千万不能运行命令make modules_install，否则将带来严重的后果，它会删除你系统中的所有模块，只安装刚刚编译的模块（ntfs.o）。

二：安装完成以后，我们就可以加载模块了

和linux中加载模块有关的几个命令分别如下：

depmod， modprobe， lsmod

2.1.先来看看depmod命令：

depmod是一个用来产生modules.dep和map文件的程序。在modules.dep文件中空白行和以'#'开头的行将被忽略.depmod通过读取/lib /modules/version目录下的每一个模块来创建一个记录模块相依性的列表。这个列表就是/lib/modules/version目录下的 modules.dep。depmod也会在/lib/modules/version目录下创建许多map文件,例如 modules.dep,modules.isapnpmap,modules.pcimap,modules.alias这些文件将会被hotplug 用到。

OPTIONS:
-a --all Probe all modules. This option is enabled by default if no
file names are given in the command-line.
检查所有的模块，这个命令是默认的如果你没有指定模块名字的话。

-A --quick This option scans to see if any modules are newer than the
modules.dep file before any work is done%3

2.2.再来看看modprobe命令：

modprobe 命令是根据depmod -a的输出/lib/modules/version/modules.dep来加载全部的所需要模块。可以通过modprobe -l来显示可以当前可以加载的模块。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 ）。 insmod比较重要的用途是用来测试模块的正确性，加载一般都是依靠modprobe。

用法：modprobe xxx.ko #加载某个模块
modprobe -r xxx.ko #卸载某个模块

2.3.lsmod:

lsmod 显示当前加载的所有模块，相当于cat /proc/modules,假设你没有设定开机加载某个模块，比如ntfs，那么开机后执行lsmod，列表里不会有ntfs这个模块的，这时你再执行 mount -t ntfs xxx后，执行lsmod后列表里就会有ntfs这个模块了。
还要注意的是lsmod显示的是模块名，而不是别名(alias)。

2.4.modinfo

显示kernel模块的对象文件，以显示该模块的相关信息

三、系统如何完成动态加载

在内核中有一个“Automatic kernel module loading"功能被编译到了内核中。当用户尝试打开某类型的文件时，内核会根据需要尝试加载相应的模块。我们来看看驱动程序自动加载是怎么实现的：

每一个设备都有Verdon ID, Device ID, SubVendor ID等信息。而每一个设备驱动程序，必须说明自己能够为哪些Verdon ID, Deviece

ID, SubVendor ID的设备提供服务。以PCI设备为例，它是通过一个pci_device_id的数据结构来实现这个功能的。例如：RTL8139的pci_device_id定义为：

static struct pci_device_id rtl8139_pci_tbl[] = {

      {0x10ec, 0x8139, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, , , RTL8139 },

      {0x10ec, 0x8138, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, , , RTL8139 },

      ......

｝

在模块安装的时候，depmod会根据模块中的rtl8139_pci_tbl的信息，生成下面的信息，保存到/lib/modules/uname-r /modules.alias文件中，其内容如下：

alias pci:v000010ECd00008138sv*sd*bc*sc*i* 8139too

alias pci:v000010ECd00008139sv*sd*bc*sc*i* 8139too

......

另外在/lib/modules/uname-r /modules.dep文件中还保存这模块之间的依赖关系，其内容如下：

(这里省去了路径信息。)

8139too.ko:mii.ko

在内核启动过程中，

总线驱动程序会按总线协议进行总线枚举，并且为每一个设备建立一个设备对象(总线驱动程序总是集成在内核之中，不能够按模块方式加载，你可以通过make menuconfig进入Bus options，这里面的各种总线，你只能够选择Y或N，而不能选择M.)。
每一个总线对象有一个kset对象，每一个设备对象嵌入了一个kobject对象，kobject连接在kset对象上，这样总线和总线之间，总线和设备之间就组织成一颗树状结构。
当总线驱动程序为扫描到的设备建立设备对象时，会初始化kobject对象，并把它连接到设备树中，同时会调用kobject_uevent()把这个(添加新设备的)事件，以及相关信息(包括设备的VendorID,DeviceID等信息)。
通过netlink发送到用户态中。在用户态的udevd检测到这个事件，就可以根据这些信息，打开/lib/modules/uname-r /modules.alias文件，根据 alias pci:v000010ECd00008138sv*sd*bc*sc*i* 8139too 得知这个新扫描到的设备驱动模块为8139too。
于是modprobe就知道要加载8139too这个模块了，同时modprobe根据 modules.dep文件发现，8139too依赖于mii.ko，如果mii.ko没有加载，modprobe就先加载mii.ko，接着再加载 8139too.ko。

实验

在你的shell中，运行：

# ps aux | grep udevd

# kill -9 25063 然后跟踪udevd，在shell中运行：

# strace -f /sbin/udevd --daemon 这时，我们看到udevd的输出如下：

 ......

 close()                                =

 munmap(0xb7f8c000, )                =

 select(, [   ], NULL, NULL, NULL

我们发现udevd在这里被阻塞在select()函数中。 select函数原型如下： int select(int nfds, fd_set *readfds, fd_set *writefds, fd_set *exceptfds, struct timeval *timeout);

第一个参数：nfds表示最大的文件描述符号，这里为7(明明是6 ?)。
第二个参数：readfds为读文件描述符集合，这里为3,4,5,6.
第三个参数：writefds为写文件描述符集合，这里为NULL。
第四个参数：exceptfds为异常文件描述符集合，这里为NULL。第五个参数：timeout指定超时时间，这里为NULL。

select函数的作用是：

如果readfds中的任何一个文件有数据可读，或者witefds中的任何一个文件可以写入，或者exceptfds中的任何一个文件出现异常时，就返回。否则阻塞当前进程，直到上诉条件满足，或者因阻塞时间超过了timeout指定的时间，当前进程被唤醒，select返回。所以，在这里udevd等待3,4,5,6这几个文件有数据可读，才会被唤醒。现在，到shell中运行： # ps aux | grep udevd root ...... strace -o /tmp/udevd.debug -f /sbin/udevd --daemon root ...... /sbin/udevd --daemon udevd的进程id为27617，现在我们来看看select等待的几个文件： # cd /proc/27615/fd # ls -l udevd的标准输入，标准输出，标准错误全部为 /dev/null. -> /dev/null -> /dev/null -> /dev/null udevd在下面这几个文件上等待。 -> /inotify -> socket:[] -> socket:[] -> pipe:[] -> pipe:[]

由于不方便在运行中插入一块8139的网卡，因此现在我们以一个U盘来做试验，当你插入一个U盘后，你将会看到strace的输出，从它的输出可以看到 udevd在select返回后，调用了modprobe加载驱动模块，并调用了sys_mknod，在dev目录下建立了相应的节点。

execve("/sbin/modprobe", ["/sbin/modprobe", "-Q", "usb:v05ACp1301d0100dc00dsc00dp00"...] ...... mknod("/dev/sdb", S_IFBLK|, makedev(, )) =  ......

这里modprobe的参数"usb:v05AC..."对应modules.alias中的某个模块。可以通过udevmonitor来查看内核通过netlink发送给udevd的消息，在shell中运行： # udevmonitor --env 然后再插入U盘，就会看到相关的发送给udevd的消息。

四、内核模块加载的配置：

有时候需要一次性加载许多模块，需要在一个地方统一配置modprobe的选项等，有一个比较重要的文件： /etc/modprobe.conf , 在opensuse中，和它有关的还有modprobe.d/文件夹下的许多文件和 modprobe.conf.local 文件，在 /etc/modprobe.conf 里会include其它所有的文件，一般建议在 modprobe.conf.local 中修改自己的配置。 /etc/modprobe.conf 其实就是用于写入模块的加载命令或模块的别名的定义等。 man modprobe.conf :

alias my-mod really_long_modulename为模块定义一个便于使用的别名

options modulename option...在加载模块时添加选项

install modulename command...使用自己定义的命令去加载指定的模块，如install fred /sbin/modprobe barney; /sbin/modprobe
--ignore-install fred" 每次加载fred模块的时候用的是 “/sbin/modprobe barney; /sbin/modprobe
--ignore-install fred”命令

remove modulename command...用自己定义的命令删除指定的模块。

include filename 引入其它文件

blacklist modulename 不再加载某个模块

五、内核模块开机自动挂载：

对于开机自动挂载模块，在redhat系统里，网上说在内核启动的过程中，init执行/etc/rc.d/rc.sysinit后，启动内核外挂模块时会读取 /etc/modprobe.conf 这个文件。在2.4的内核中，只要直接修改/etc/modprobe.conf加入install xxx即可。2.6内核则需修改/etc/rc.d/rc.sysinit文件。具体的过程可以看：http://blog.csdn.NET/ioriqqe/archive/2009/11/05/4772033.aspx

而在suse里，可以在root权限编辑/etc/sysconfig/kernel文件，添加需要启动的模块。