Linux 内核模块是如何加载与卸载的

应优先使用modprobe而非insmod，因其能自动处理依赖、搜索路径、别名和配置；卸载时modprobe -r比rmmod更安全，可递归卸载依赖模块；验证需结合dmesg日志而非仅lsmod。

加载模块：用 insmod 还是 modprobe？关键看依赖

直接加载一个孤立的 .ko 文件，insmod 能行；但绝大多数真实场景（比如网卡驱动、usb 子系统）都存在依赖链，这时必须用 modprobe。它会自动读取 /lib/modules/$(uname -r)/modules.dep，递归加载所有前置模块——比如加载 uas（USB Attached SCSI）前，modprobe 会先确保 usbcore 和 scsi_mod 已就位，而 insmod uas.ko 会直接报 Unknown symbol in module。

• insmod 只认绝对路径，不查模块搜索路径，也不能处理别名（alias）或参数配置
• modprobe 从 /lib/modules/$(uname -r)/kernel/ 开始找，支持 /etc/modprobe.d/*.conf 中定义的 alias、options、install 指令
• 加载带参数的模块：sudo modprobe igb InterruptThrottleRate=3000 比 sudo insmod /lib/modules/.../igb.ko InterruptThrottleRate=3000 更可靠，因为前者能触发配置文件中预设的校验逻辑

卸载模块：为什么 rmmod 常失败，而 modprobe -r 更安全

rmmod 是“硬拔”——它只检查模块自身的引用计数（used by 列），一旦发现非零（比如有进程正打开该模块创建的设备节点、或另一个模块在 module_depends 中声明了它），就拒绝卸载，报错 Error: Module xxx is in use。而 modprobe -r 会反向遍历整个依赖图，先卸载所有依赖当前模块的“子模块”，再清理目标模块，避免卡死。

• 强制卸载（rmmod -f）极危险：若模块正在处理中断或持有自旋锁，可能引发 Kernel panic，尤其在生产环境应绝对避免
• 卸载前务必确认无活跃使用：lsmod | grep ^xxx 看 used by 是否为 0；lsof /dev/xxx 或 find /sys -name "*xxx*" 2>/dev/NULL 可辅助排查隐式占用
• 某些模块（如 nvidia）被 X Server 或容器运行时锁定，需先停服务再卸载

验证与调试：光看 lsmod 不够，得盯住内核日志

lsmod 只告诉你模块“在列表里”，不代表初始化成功；真正可靠的判断依据是 dmesg 输出。模块的 init 函数里调用的 printk() 会出现在日志末尾，而错误（如内存分配失败、硬件 probe 失败）也会在这里暴露。

• 加载后立即执行：dmesg | tail -20，查找 my_module: 或 error/fail 关键字
• 卸载后同样查 dmesg，确认 exit 函数是否执行完毕，有没有资源泄漏警告（如 “device not unregistered”）
• modinfo my_module.ko 必须在加载前运行，它能提前暴露兼容性问题：比如 vermagic: 字段与当前 uname -r 不符，modprobe 会静默跳过，但 insmod 会报 Invalid module format

自动加载机制：硬件插入时谁在背后调用 modprobe？

不是内核直接执行命令，而是通过 udev 事件驱动。当 USB 设备接入，内核生成 add@/devices/... 事件，udev 根据 /lib/udev/rules.d/80-drivers.rules 匹配 DRIVER=="?*"，最终执行 modprobe $env{DRIVER}。这意味着：手动 modprobe 成功，不代表热插拔一定生效——规则文件缺失、udev 服务未运行、或模块未列入 modules.builtin 都会导致静默失败。

• 测试热插拔行为，不要只插拔硬件，要同时监控：udevadm monitor --subsystem-match=pci --Property 和 dmesg -w
• 若需开机自动加载，在 /etc/modules 中追加模块名（一行一个），比写 modprobe 到 /etc/rc.local 更规范，且支持 systemd 的 initrd 阶段
• 禁用某个模块自动加载（如屏蔽 nouveau）：在 /etc/modprobe.d/blacklist.conf 中写 blacklist nouveau，再运行 sudo depmod -a

模块加载卸载看着只是几条命令，实际是内核符号解析、内存映射、依赖拓扑维护、用户空间协同的一整套机制。最容易被忽略的是：模块的“加载成功”和“功能可用”之间，隔着硬件 probe、设备注册、用户态服务配合三道关卡——别只盯着 lsmod 的输出。