Linux内核与模块管理：uname、lsmod、modprobe、sysct

Linux内核与模块管理：uname、lsmod、modprobe、sysctl

内核是 Linux 的心脏，但日常打交道最多的其实是两件事：看版本（uname）、管理模块和参数（lsmod、modprobe、sysctl）。装网卡驱动、开 IP 转发、调文件句柄上限，都落在这几条命令上。这一篇把它们串起来。

一、uname：看内核与系统信息

语法格式

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uname [选项]

常用参数

参数	说明
`-a`	全部信息：内核名、主机名、版本、架构
`-r`	只看内核版本号
`-m`	机器硬件架构（x86_64、aarch64）
`-n`	主机名
`-v`	内核编译日期

示例与预期输出

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uname -a

预期输出：

text 复制代码

Linux web01 6.8.0-45-generic #45~22.04.1-Ubuntu SMP Wed Sep 4 13:02:00 UTC 2024 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

拆一下 6.8.0-45-generic：主版本 6、次版本 8、修订 0、发行版补丁 45、generic 是 Ubuntu 的通用内核变体。这个版本号后面找模块路径时天天用。

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uname -r

预期输出：

text 复制代码

6.8.0-45-generic

模块都装在 /lib/modules/$(uname -r)/ 下面。升级内核后旧模块路径还在但不会再被加载，uname -r 一变，整套模块树就换了。

二、lsmod：看已经加载的模块

Linux 内核把驱动做成可插拔模块，需要时装进来，不需要时卸掉。lsmod 列出当前已经在内核里的模块。

语法格式

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lsmod

它本质是读 /proc/modules，没有选项。

示例与预期输出

bash 复制代码

lsmod

预期输出（节选）：

text 复制代码

Module                  Size  Used by
e1000e               413696  0
ixgbe                307200  0
xt_conntrack          16384  1
nf_conntrack         155648  1 xt_conntrack
sd_mod                57344  3
usbcore              311296  4 xhci_hcd,usb_storage

三列含义：模块名、占用内存大小、被多少其他模块/进程引用。最后一列是引用它的模块。Used by 那列不是 0，说明还有东西在用，这时候想卸载会失败------后面讲 modprobe -r 时细说。

想知道某个驱动对应哪个模块，用 modinfo：

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modinfo e1000e

预期输出（节选）：

text 复制代码

filename:       /lib/modules/6.8.0-45-generic/kernel/drivers/net/ethernet/intel/e1000e/e1000e.ko
version:        6.8.0
license:        GPL
description:    Intel(R) PRO/1000 Network Driver
author:         Intel Corporation
alias:          pci:v00008086d000015A3sv*sd*bc*sc*i*

filename 告诉你模块文件在硬盘哪。alias 是 PCI 设备 ID 匹配规则，内核发现对应硬件时自动按 alias 找到这个模块。

三、modprobe：加载与卸载模块

语法格式

bash 复制代码

modprobe [选项] 模块名

不带选项就是加载。modprobe 比 insmod 强在自动处理依赖：它读 /lib/modules/$(uname -r)/modules.dep，把这个模块依赖的其他模块一起拉进来。

常用参数

参数	说明
（无）	加载模块
`-r`	卸载模块（同时卸载没人再用的依赖）
`-n`	干跑，不真执行，看会发生什么
`-v`	显示详细动作

示例与预期输出

加载一个模块：

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sudo modprobe e1000e

没报错就是成了。验证：

bash 复制代码

lsmod | grep e1000e

预期输出：

text 复制代码

e1000e               413696  0

卸载：

bash 复制代码

sudo modprobe -r e1000e

如果这张网卡还在用、有 IP 地址，内核会拒绝卸载，报 Module e1000e is in use。先把网卡 down 掉再卸。

对比一下 insmod：它只往内核塞指定那一个 .ko 文件，不处理依赖。实际工作几乎都用 modprobe，insmod 留着自己写模块调试时用。

开机自动加载模块

希望每次开机都加载某模块，写进配置：

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echo "e1000e" | sudo tee /etc/modules-load.d/network.conf

/etc/modules-load.d/ 下任意 .conf 文件里一行一个模块名，开机时 systemd-modules-load.service 会读。Debian 老版本用 /etc/modules，新发行版统一走 modules-load.d。

给模块传参数

有些模块需要启动参数，比如某个声卡要指定缓冲区大小。在 /etc/modprobe.d/ 下写：

text 复制代码

options snd_hda_intel index=0

文件名随便，.conf 后缀。modprobe snd_hda_intel 时会自动带上 index=0。

四、sysctl：运行时改内核参数

内核暴露了几千个可调参数，绝大多数挂在 /proc/sys/ 下。sysctl 是官方接口。

语法格式

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sysctl [选项] [参数=值]

常用参数

命令	说明
`sysctl -a`	列出所有可调参数和当前值
`sysctl 键名`	查单个参数
`sysctl -w 键名=值`	运行时立即改
`sysctl -p`	从配置文件重新加载
`sysctl --system`	加载所有默认配置目录

示例与预期输出

查 IP 转发开没开：

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sysctl net.ipv4.ip_forward

预期输出：

text 复制代码

net.ipv4.ip_forward = 0

0 是没开。当路由器、跑 Docker、做 k8s 节点都得开成 1。

临时开（重启失效）：

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sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

预期输出：

text 复制代码

net.ipv4.ip_forward = 1

永久生效写配置。Ubuntu 上建议写到 /etc/sysctl.d/99-custom.conf，别直接改 /etc/sysctl.conf：

text 复制代码

net.ipv4.ip_forward = 1
vm.swappiness = 10

加载：

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sudo sysctl -p /etc/sysctl.d/99-custom.conf

swappiness=10 的意思是内存还够的时候尽量别用 swap，数据库机器常用这个调优。

/proc/sys/ 路径和 sysctl 键名是一一对应的，把点换斜杠、去掉前缀：

sysctl 键名	对应文件
`net.ipv4.ip_forward`	`/proc/sys/net/ipv4/ip_forward`
`vm.swappiness`	`/proc/sys/vm/swappiness`
`kernel.hostname`	`/proc/sys/kernel/hostname`

不想用 sysctl，直接 echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward 效果一样，重启都失效。

几个高频调参项，搞网络和数据库的人常打交道：

键名	默认	生产常用	用途
`net.ipv4.ip_forward`	0	1	开启内核转发，Docker/路由器必开
`vm.swappiness`	60	10	越小越倾向用物理内存，数据库建议调低
`fs.file-max`	随内存	655350	系统级最大文件句柄数
`net.core.somaxconn`	4096	65535	TCP 半连接队列上限，高并发 web 调大
`net.ipv4.tcp_tw_reuse`	0	1	允许 TIME_WAIT 套接字复用，短连接多的服务有用

注意区分两个句柄限制：fs.file-max 是全系统上限，ulimit -n 是单进程上限。调了前者不调后者，业务进程照样报 too many open files。

五、⚠️ 常见错误

modprobe: module xxx not found ：多半是内核版本对不上。装的是另一个内核的头文件/模块包，uname -r 看当前跑的内核，模块得装到那个版本的目录里。
卸载模块报 in use ：lsmod 最后一列看谁在用，把使用者停掉再卸。网卡先 ip link set eth0 down，存储先卸载文件系统。
改 sysctl 重启失效 ：sysctl -w 是临时的。永久配置必须写 /etc/sysctl.d/*.conf 或 /etc/sysctl.conf，再 sysctl -p。
升级内核后起不来旧模块 ：第三方编译的内核模块（比如某些显卡、虚拟化驱动）要针对新内核重新编译，dkms 包能自动做这件事。
改 /etc/sysctl.conf 不生效 ：某些发行版读 /etc/sysctl.d/ 优先，或需要 sysctl --system 重新加载全部。

六、知识扩展：modules.dep 与 depmod

modprobe 怎么知道一个模块依赖谁？答案是 /lib/modules/$(uname -r)/modules.dep 这个文件。它里面记着每个 .ko 模块的完整依赖树。

手动往 /lib/modules/ 扔了一个新编译的 .ko，modprobe 一开始不认识它，得跑：

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sudo depmod -a

depmod 扫描一遍所有 .ko，重新生成 modules.dep。之后 modprobe 才能找到。

系统升级内核、装 dkms 包时，这些步骤都是脚本自动跑的。自己手撸模块的时候忘了 depmod -a，就会出现"文件明明在，modprobe 却说找不到"的怪事。

模块加载失败时，dmesg 比 modprobe 的报错信息详细得多：

bash 复制代码

dmesg | tail -20

驱动版本不匹配、符号未找到、设备资源冲突，全在内核环形缓冲区里。modprobe 只告诉你"失败了"，dmesg 告诉你"为什么"。