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Kernelmodule

Dieser Artikel wurde für die folgenden Ubuntu-Versionen getestet:

Dieser Artikel ist größtenteils für alle Ubuntu-Versionen gültig.

Zum Verständnis dieses Artikels sind folgende Seiten hilfreich:

Dieser Artikel beschreibt den Umgang mit Kernelmodulen und den Hilfsmitteln, die das System bietet, um Module zu verwalten.

Grundsätzlich besitzt der Linux-Kernel einen monolithischen Aufbau, allerdings bietet er auch die Möglichkeit, Module zur Laufzeit zu laden und entladen. Unter einem Kernelmodul versteht man im Allgemeinen einen Teil bzw. eine Erweiterung des Kernels. So sind z.B. alle Hardwaretreiber (z.B. WLAN-Karte, Soundkarte...) als Modul angelegt.

Die meisten Linux-Distributionen inklusive Ubuntu machen starken Gebrauch von Kernelmodulen, da so die bestmögliche Hardwarekompatibilität mit nur einem "allgemeinen" Kernel erreicht werden kann. In der Regel werden alle notwendigen Module beim Systemstart und falls nötig zur Laufzeit geladen, so dass der Nutzer sich nicht weiter darum kümmern muss (bzw. es oft noch nicht einmal mitbekommt).

Installiertes Werkzeug für den Umgang mit den Modulen ist kmod, der Vorgänger module-init-tools wird seit Xenial Xerus nicht mehr unterstützt.

Weitere Hinweise für die Anwendung von kmod siehe

man kmod 

Installation

Die Programme zum Umgang mit den Modulen sind grundsätzlich in der Standardinstallation enthalten, können aber ansonsten über die Pakete

  • kmod

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install kmod 

Oder mit apturl installieren, Link: apt://kmod

installiert werden [1].

Befehle für Module

Im Folgenden werden einige wichtige Befehle für den Umgang mit Modulen kurz vorgestellt. Alle Befehle werden im Terminal im Root-Rechten aufgerufen[2][4].

Geladene Module anzeigen - lsmod und kmod

Mit den Befehlen

kmod list 

oder

lsmod 

können alle aktuell geladenen Module angezeigt werden. lsmod wie auch kmod list kennen keine weiteren Optionen, die Ausgaben sind identisch. Beispielausgabe:

Module                  Size  Used by
ccm                    20480  9
bnep                   20480  2
nls_iso8859_1          16384  1
intel_rapl             20480  0
x86_pkg_temp_thermal    16384  0
intel_powerclamp       16384  0
coretemp               16384  0
kvm_intel             217088  0
kvm                   598016  1 kvm_intel
irqbypass              16384  1 kvm
wmi_bmof               16384  0
snd_hda_codec_hdmi     49152  1
crct10dif_pclmul       16384  0
crc32_pclmul           16384  0
ghash_clmulni_intel    16384  0
pcbc                   16384  0
i915                 1617920  25
uvcvideo               86016  0
snd_hda_codec_conexant    24576  1
snd_hda_codec_generic    73728  1 snd_hda_codec_conexant
aesni_intel           188416  6
aes_x86_64             20480  1 aesni_intel
crypto_simd            16384  1 aesni_intel
videobuf2_vmalloc      16384  1 uvcvideo
glue_helper            16384  1 aesni_intel
snd_hda_intel          40960  8
videobuf2_memops       16384  1 videobuf2_vmalloc
cryptd                 24576  3 crypto_simd,ghash_clmulni_intel,aesni_intel
snd_hda_codec         126976  4 snd_hda_codec_generic,snd_hda_codec_conexant,snd_hda_codec_hdmi,snd_hda_intel
...

In der ersten Spalte wird der Modulname angezeigt, in der zweiten Spalte der belegte Speicher in Bytes und in der dritten Spalte die Anzahl der Prozesse und Module, die dieses Modul benutzen, gefolgt von einer Liste der Modulnamen, die dieses Modul benutzen.

Information anzeigen - modinfo

Mit Hilfe des Befehls modinfo werden Informationen zu einem bestimmten Modul angezeigt. Die allgemeine Syntax lautet:

modinfo MODULNAME 

wobei MODULNAME durch das entsprechende Modul ersetzt werden muss. Beispiel:

modinfo snd 

Ausgabe:

filename:       /lib/modules/4.15.0-64-generic/kernel/sound/core/snd.ko
alias:          char-major-116-*
license:        GPL
description:    Advanced Linux Sound Architecture driver for soundcards.
author:         Jaroslav Kysela <perex@perex.cz>
srcversion:     ADABBACA83A95CA10E3225E
depends:        soundcore
retpoline:      Y
intree:         Y
name:           snd
vermagic:       4.15.0-64-generic SMP mod_unload 
signat:         PKCS#7
signer:         
sig_key:        
sig_hashalgo:   md4
parm:           slots:Module names assigned to the slots. (array of charp)
parm:           major:Major # for sound driver. (int)
parm:           cards_limit:Count of auto-loadable soundcards. (int)

Die Ausgabe erfolgt zeilenweise sortiert nach verschiedenen Kategorien. Diese sind für alle Module gleich. Interessant ist die Zeile depends, da man hier sieht, von welchen Modulen dieses Modul abhängt. "Abhängt" bedeutet, dass das entsprechende Modul oder ggf. auch mehrere Module geladen sein müssen, bevor dieses Modul geladen werden kann. Dies ist besonders bei Verwendung von insmod von Interesse.

modinfo kennt einige Optionen, welche in den Manpages ausgeführt sind.

Module laden/entladen - modprobe

Mit modprobe können Module zur Laufzeit des Systems ge- und entladen werden. modprobe löst dabei automatisch Abhängigkeiten auf, d.h. wenn das zu ladende Modul andere Module voraussetzt, werden diese automatisch in der richtigen Reihenfolge mit geladen bzw. werden Module automatisch mit entfernt, welche nur aus Abhängigkeitsgründen geladen wurden. Dies setzt allerdings voraus, dass die Abhängigkeiten richtig hinterlegt sind, siehe Abschnitt depmod.

Die allgemeine Syntax von modprobe lautet:

sudo modprobe OPTIONEN MODULNAME(N) 

Die gängigsten Optionen sind :

Optionen von modprobe
Option Beschreibung
-v Man erhält eine ausführliche Ausgabe der Aktionen von modprobe.
-n oder --dry-run Simuliert das Laden des Moduls, lädt es aber nicht.
-a Es werden alle in der Kommandozeile angegebenen Module geladen. Diese Option muss immer dann verwendet werden, wenn mehrere Module auf einmal geladen werden sollen.
--show-depends Es werden alle Abhängigkeiten des Moduls angezeigt.
-r die angegebenen Module werden entladen.

Eine vollständige Übersicht erhält man in den Manpages zu modprobe.

Möchte man ein Modul bei jedem Systemstart laden, so muss man nicht jedes Mal modprobe ausführen, sondern automatisiert den Vorgang.

insmod

Module können auch - alternativ zu modprobe - mit dem Befehl insmod geladen werden. Die Verwendung von insmod hat allerdings den Nachteil, dass eventuelle Abhängigkeiten der Module nicht automatisch aufgelöst werden. insmod lädt ein Modul nur, wenn alle Abhängigkeiten erfüllt sind bzw. vorher "von Hand" aufgelöst wurden. Daher wird insmod im täglichen Betrieb eher selten verwendet.

Die allgemeine Syntax von insmod lautet:

sudo insmod MODULNAME 

rmmod

Eine zweite Möglichkeit, ein Modul aus dem Speicher zu entfernen ("entladen"), ist der Befehl rmmod. Im Gegensatz zu modprobe -r werden Module, die aus Abhängigkeitsgründen zum entfernenden Modul im Kernel geladen wurden, nicht mit entfernt.

Die allgemeine Syntax von rmmod lautet:

sudo rmmod OPTIONEN MODULNAME 

Für den "normalen" Betrieb benötigt man in der Regel keine Optionen. Diese sind in den Manpages zu rmmod aufgeführt.

Abhängigkeiten von Modulen - depmod

Manche Module können erst genutzt bzw. geladen werden, wenn andere Module geladen sind, da sie von diesen abhängen. Diese Abhängigkeiten sind in der Datei /lib/modules/KERNELVERSION/modules.dep hinterlegt. Diese Datei mit korrekt angelegten Abhängigkeiten wird bei der Installation von Ubuntu hinterlegt, so dass keine Änderungen vorgenommen werden müssen. Installiert man zusätzliche eigene Module, so sollte die Datei modules.dep neu erstellt werden. Dies geschieht über den Befehl depmod.

Die allgemeine Syntax von depmod lautet:

sudo depmod OPTIONEN 

Die zwei wichtigsten Optionen sind:

Optionen von depmod
Option Beschreibung
-A Es wird zuerst geprüft, ob neue Module hinzugekommen sind. Wenn nicht wird keine neue Datei erstellt.
-n Das Erstellen der neuen Datei wird simuliert, ohne die Aktionen wirklich durchzuführen.

Die weiteren Optionen sind in der Manpage von depmod aufgeführt.

Module automatisch laden

Möchte man ein Modul, welches der Kernel nicht automatisch mit lädt, beim Systemstart automatisch laden, so trägt man den Modulnamen einfach in die Datei /etc/modules ein. Dazu öffnet man diese Datei mit einem Editor mit Root-Rechten[3][4] und macht die entsprechenden Einträge, wobei pro Zeile nur ein Modulname eingetragen werden darf. Ab dem nächsten Systemstart werden alle Module (zusätzlich) geladen, die dort eingetragen sind.

Module mit Optionen laden

Mögliche Optionen eines bestimmten Moduls abfragen:

modinfo -p MODULNAME
modinfo MODULNAME -F parm
modinfo MODULNAME | grep parm 

Siehe auch grep

Beispielausgabe beim Modul iwlwifi:

swcrypto:using crypto in software (default 0 [hardware]) (int)
11n_disable:disable 11n functionality, bitmap: 1: full, 2: disable agg TX, 4: disable agg RX, 8 enable agg TX (uint)
amsdu_size:amsdu size 0: 12K for multi Rx queue devices, 4K for other devices 1:4K 2:8K 3:12K (default 0) (int)
fw_restart:restart firmware in case of error (default true) (bool)
antenna_coupling:specify antenna coupling in dB (default: 0 dB) (int)
nvm_file:NVM file name (charp)
d0i3_disable:disable d0i3 functionality (default: Y) (bool)
lar_disable:disable LAR functionality (default: N) (bool)
uapsd_disable:disable U-APSD functionality bitmap 1: BSS 2: P2P Client (default: 3) (uint)
bt_coex_active:enable wifi/bt co-exist (default: enable) (bool)
led_mode:0=system default, 1=On(RF On)/Off(RF Off), 2=blinking, 3=Off (default: 0) (int)
power_save:enable WiFi power management (default: disable) (bool)
power_level:default power save level (range from 1 - 5, default: 1) (int)
fw_monitor:firmware monitor - to debug FW (default: false - needs lots of memory) (bool)
d0i3_timeout:Timeout to D0i3 entry when idle (ms) (uint)
disable_11ac:Disable VHT capabilities (default: false) (bool)

Mögliche Werte und Konstanten:

häufige Werte/Konstanten
Option Beschreibung
[bool] Logischer Wert wie y(es) und n(o) oder true und false oder auch 0 und 1 (bolean)
[int] Ganzzahliger Wert mit möglichem Vorzeichen im Bereich -2,147,483,648 bis 2,147,483,647 (32bit)
[uint] Ganzzahliger Wert ohne Vorzeichen im Bereich 0 bis 4.294.967.295 (32bit)
[long] Ganzzahliger Wert mit Vorzeichen im Bereich -9,223,372,036,854,775,808 bis 9,223,372,036,854,775,807 (64bit)
[ulong] Ganzzahliger Wert ohne Vorzeichen im Bereich 0 bis 18.446.744.073.709.551.615 (64bit)
[ushort] Ganzzahliger Wert ohne Vorzeichen im Bereich 0 bis 65.535 (16bit)
[charp] Zeichenkette wie Dateiname o.ä.

Oft werden die erlaubten Werte mit angegeben. Entsprechende Optionen können vorab getestet werden. Beim Laden des Moduls werden entsprechende Hinweise oder auch Fehler ausgegeben.

Beispiel:

# richtig
sudo modprobe -v iwlwifi bt_coex_active=1
# fehlerhafter Vorgabewert
sudo modprobe -v iwlwifi bt_coex_active=2 

Die dazu passenden Ausgaben lautet:

# richtig
insmod /lib/modules/4.10.0-42-generic/kernel/drivers/net/wireless/intel/iwlwifi/iwlwifi.ko bt_coex_active=1
# fehlerhaft
modprobe: ERROR: could not insert 'iwlwifi': Invalid argument

Soll ein Modul immer mit einer bestimmten Option geladen werden, kann dies über eine entsprechenden Konfigurationsdatei in /etc/modprobe.d festgelegt werden. Diese Datei existiert nicht standardmäßig - wenn sie gebraucht wird, muss sie mit Root-Rechten angelegt werden. Es gibt nur einen Eintrag pro Zeile. Um eine Option zu setzen, beginnt man mit einem options:

options modulname_1 option1=XX
options modulname_2 option2=YY

Mehrere Moduloptionen setzen:

options modulname option1=XX option2=XX option3=XX

Beispiel:

options iwlwifi 11n_disable=1 fw_restart=1

Die benötigte Datei /etc/modprobe.d/MODULNAME_options.conf einschließlich der Optionseinträge für ein bestimmtes Kernelmodul kann sehr einfach durch eine einzige Befehlszeile im Terminal [2] angelegt werden.

Über einen kombinierten Shell-Befehl wird die Datei mit entsprechendem Inhalt erzeugt:

echo "options MODULNAME option1=XX option2=XX" | sudo tee /etc/modprobe.d/MODULNAME_options.conf 

Siehe auch Shell/Umleitungen

Beispiel:

echo "options iwlwifi 11n_disable=1 fw_restart=1" | sudo tee /etc/modprobe.d/iwlwifi_options.conf 

Die Optionen werden nach einem Systemneustart oder manuellem entladen und erneutem laden des Moduls übernommen.

Automatisches Laden verhindern - Blacklisting

Unter bestimmten Umständen kann es sinnvoll sein, das Laden von bestimmten Modulen explizit zu verbieten. Dies geschieht durch den Eintrag des entsprechenden Moduls in eine so genannte Blacklist-Datei. Diese Dateien befinden sich im Verzeichnis /etc/modprobe.d. In der Regel sind schon einige Einträge in der /etc/modprobe.d/blacklist.conf zu finden.

Die Datei legt man mit einem Editor mit Root-Rechten an [3] (bzw. öffnet eine vorhandene Datei) und fügt einen Dateieintrag nach folgendem Schema hinzu, je ein Eintrag pro Zeile:

blacklist modulname_1
blacklist modulname_2

Die Sperrlisten haben üblicherweise den Namen blacklist-Modulname.conf, d.h. der Dateiname kann frei gewählt werden, sollte aber mit dem Präfix blacklist- beginnen um direkt über die Funktion zu informieren. Darüber hinaus existiert auch eine "allgemeine" Datei, die nur den Namen blacklist.conf trägt. Diese Datei sollte man allerdings nicht komplett überschreiben, sondern bei Bedarf weitere Einträge anhängen.

Auch hier kann dies über einen kombinierten Shell-Befehl in einem Zug durchgeführt werden:

Eintrag an bestehende Sperrliste /etc/modprobe.d/blacklist.conf anhängen:

echo "blacklist prism54" | sudo tee -a /etc/modprobe.d/blacklist.conf 

Neue Sperrliste anlegen bzw. bestehende überschreiben:

echo "blacklist prism54" | sudo tee /etc/modprobe.d/blacklist_prism54.conf 

Siehe auch Shell/Umleitungen

Sollte ein benötigtes Modul nicht automatisch bei Systemstart geladen werden, so kann dies an einem entsprechenden Sperreintrag liegen. Bestehende Sperrlisten nach einem Eintrag mittels grep durchsuchen:

grep -i MODULNAME /etc/modprobe.d/* 

Beispiel:

grep -i prism54 /etc/modprobe.d/* 

Entsprechende Einträge wie oben gezeigt mittels grep suchen und über sed auskommentieren, Modul also wieder entsperren:

sudo sed -i "s/blacklist MODULNAME/#blacklist MODULNAME/g" $(egrep -lo 'blacklist MODULNAME' /etc/modprobe.d/*) 

Beispiel:

sudo sed -i "s/blacklist prism54/#blacklist prism54/g" $(egrep -lo 'blacklist prism54' /etc/modprobe.d/*) 

Hinweis:

Manchmal kann es erforderlich sein, das initramfs mit dem Befehl update-initramfs -u zu aktualisieren, wenn die Module trotz Blacklisting nach einem Neustart wieder geladen werden.

Übersicht über alle Module

Wer wissen möchte, welche Module auf dem eigenen Rechner verfügbar (nicht geladen!) sind, der kann sich mit dem Befehl [2]

basename -s ".ko" $(find /lib/modules/$(uname -r) -type f -name "*.ko") 

eine komplette Liste anzeigen lassen. Allerdings ist die Liste extrem lang (der Kernel bringt mehrere hundert Module mit...), daher ist es eventuell günstiger, die Modulverzeichnisse mit einem Dateimanager zu durchforsten. Die Module liegen alle in den Unterverzeichnissen von /lib/modules/KERNELVERSION/kernel/

Diese Revision wurde am 29. September 2019 18:33 von noisefloor erstellt.
Die folgenden Schlagworte wurden dem Artikel zugewiesen: System, Hardware