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Linux 模块管理方法之 DKMS

news 来源：原创 2024/5/8 11:09:30

本文将描述 DKMS 是什么、怎么用、有哪些问题。

一、DKMS 是什么

如果要问 Linux 内核模块如何发布、安装。脑回路的第一反应肯定是 make && insmod。

上述方法可以满足嵌入式场景，因为嵌入式产品的软件是整体发布，包括：内核、模块、软件等交付件。但是在 PC/服务器领域，各个组件都是互相独立的，如果一个模块基于内核 A 编译并发布，那用户更改内核后，之前发布的内核模块就不能用了。

所以，DELL 发布了 DKMS，全称 Dynamic Kernel Module System。可以做到内核变更后自动编译模块，适配新内核。

二、DKMS 怎么用

DKMS 既是软件包也是规范，使用 DKMS 必须遵守 DKMS 约定的规范。下面我们以一个可编译的内核模块为例说明 DKMS 怎么用。

DKMS 模块代码目录

DKMS 模块代码目录位于 /usr/src/modulename-version，比如：/usr/src/tinylab-1.0.0，表示 tinylab 模块的 1.0.0 版本。

DKMS 模块安装

前提：有一个可编译的内核模块，且目录符合 DKMS 规范

root@llc-vpc:/home/llc/tmp/module# tree /usr/src/tinylab-1.0.0/
/usr/src/tinylab-1.0.0/
├── Makefile
└── tinylab.c

0 directories, 2 files

添加 dkms.conf

root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0# cat dkms.conf 
PACKAGE_NAME="tinylab"
PACKAGE_VERSION="1.0.0"
CLEAN="make clean"
MAKE[0]="make all"
BUILT_MODULE_NAME[0]="tinylab"
DEST_MODULE_LOCATION[0]="/updates"
AUTOINSTALL="yes"

字段含义还比较清晰，设置模块名，编译方法。最重要的就是 AUTOINSTALL 字段，表示内核变更时要重新编译模块。

DKMS ADD：将模块纳入 DKMS 管辖

root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0# dkms add -m tinylab -v 1.0.0

Creating symlink /var/lib/dkms/tinylab/1.0.0/source ->
                 /usr/src/tinylab-1.0.0

DKMS: add completed.

DKMS INSTALL：编译 && 安装

root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0# dkms install -m tinylab -v 1.0.0
...
   - Installing to /lib/modules/5.4.0-62-generic/updates/dkms/
...

PS：install 命令会自动执行 build，也可以手动执行 build 后，再执行 install。

dkms build -m tinylab -v 1.0.0
dkms install -m tinylab -v 1.0.0

DKMS REMOVE：删除模块产出，同时将模块移出 DKMS 管理

//第一次查看 status，可以看到 tinylab 模块状态为 installed
root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0# dkms status
tinylab, 1.0.0, 5.4.0-62-generic, x86_64: installed
root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0# 
root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0# dkms remove -m tinylab -v 1.0.0 --all

//remvoe 后查看 status，什么都看不到，说明 tinylab 模块被移除
root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0# dkms status
root@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0#

总结

从上面的分步操作中可以看到基于 DKMS 编译、安装模块的几个步骤：ADD、BUILD、INSTALL。

但是上面介绍的命令并不具备产品发布能力，因为总不能全部手动操作吧。所以 DKMS 具备产出 deb/rpm 包的能力。以 deb 包为例，DKMS 产出 deb 包后，通过 dpkg -i module.deb 可以实现：

代码自动安装至 /usr/src 目录
自动 ADD/BUILD/INSTALL

产出 deb 包的命令： dkms mkdeb -m tinylab -v 1.0.0 --source-only

三、实际使用中的疑问与问题

模块如何自动加载

严格说，这不是 DKMS 的问题，而是 Linux 模块自动加载机制的问题。这里简单描述一下。

关于模块机制就简单描述，大家 high level 理解一下即可，不是本文重点。

Linux 基于 module alias 机制实现模块自动加载，module alias 是模块代码中硬性指定的，就像 MODULE_LICENSE 一样。以 PCIE 设备为例，PICE 设备都有自己的 vendor_id、device_id，通过 MODULE_DEVICE_TABLE 为 PCIE 设备驱动模块添加 alias。

当 PCIE 设备添加到系统时会向系统发送 uevent 消息。这里的 uevent 消息除了包括设备号，设备名称外，还包括 module alias。用户态的 udev 机制会基于 uevent 添加设备节点，同时也会根据 uevent 中携带的 module alias 信息进行模块匹配和模块加载。

这也是为什么内核支持了 devtmpfs 后还需要 udev 机制的一个原因。

module alias 的模样

llc@llc-vpc:/usr/src/tinylab-1.0.0$ modinfo e1000
...
alias:          pci:v00008086d00002E6Esv*sd*bc*sc*i*

module alias 的含义

alias:          pci:v00008086d00002E6Esv*sd*bc*sc*i*

拆开后如下：

v00008086 --- vendor id
d00002E6E --- device id
sv*       --- sub vendor id, * 表示任意
sd*       --- sub device id, * 表示任意
bc*       --- base class, * 表示任意
sc*       --- sub class, * 表示任意
i*        --- programming interface, * 表示任意，不知道啥意思，很少用

内核更新后如何触发 DKMS 编译

DKMS 安装后会生成两个新文件 /etc/kernel/postinst.d/dkms 与 /etc/kernel/header_postinst.d/dkms，这两个文件内容一样，会执行 dkms_autoinstaller，将 DKMS 管理的模块编译。在内核安装完成后，即 deb 包安装的 postinst 阶段，会执行 /etc/kernel/postinst.d/ 里面的脚本，这样 dkms 脚本就被执行到了。

头文件安装同理。