AlsKernel-Modul, Kernel-Erweiterungsmodul, oderKernel-Erweiterung (englischkernel module, kernel extension module, kernel extension) wird eine ergänzendeSoftwareeinheit bezeichnet, die ein laufenderKernel (Betriebssystem) während derLaufzeit und ohne Neustart laden kann. Kernel-Module erweitern die Fähigkeiten des Kernels, etwa indemTreiber,Dateisysteme,Systemaufrufe und andereSchnittstellen ergänzt werden, die der Kernel zunächst nicht umfasst.[1][2][3][4]
Das Laden kann beim Initialisieren des Systems erfolgen oder auch erst dann wenn tatsächlicher Bedarf besteht – beim Anschließen eines Gerätes oder wenn bestimmte Funktionen aufgerufen werden – und wieder entladen, sobald es nicht mehr benötigt wird. Das wird alsdynamisches Laden (englischdynamic load) bezeichnet.
Die Möglichkeit, die Kernel-Fähigkeiten zu erweitern, reduziert die Notwendigkeit, den Kernel anpassen und neu kompilieren zu müssen und reduziert zudem sonst notwendigeNeustarts.
Moderne Betriebssysteme sollen in der Regel auf und mit unterschiedlichenComputer- undPeripherie-Geräten funktionieren und liefern dementsprechend Treiber für unterschiedliche Komponenten von Computern,Erweiterungskarten undPeripheriegeräte mit. Kernel-Module ermöglichen es, dass nur die benötigten Treiber für die tatsächlich vorhandene Hardware in denArbeitsspeicher geladen werden und deren Funktionen nicht statisch im Kernel mitgeliefert werden muss. Die Umsetzung als zuladbares Erweiterungsmodul macht es außerdem möglich, dass zusätzliche Funktionserweiterungen vonDrittanbietern genutzt werden können, z. B. als Gerätetreiber für derenHardware oder ein weiteresDateisystem, das von unabhängigen Entwicklern bereitgestellt wird.
DurchPlug & Play werden die entsprechenden Kernel-Module normalerweise automatisch vom Kernel angefordert, wenn die entsprechende Hardware gefunden wurde. Dazu registriert das Modul in einer vom Kernel verwalteten Liste alle Geräte, für die eszuständig ist, sodass der Kernel es findet und laden kann, wenn es benötigt wird. Bei sehr alten Geräten (z. B.ISA-Erweiterungskarten) oder wenn dies aus anderen Gründen nicht automatisch möglich ist, kann ein Erweiterungsmodul auch per Startkonfiguration oder mittels Programmen zur Erkennung (z. B. der Hardware, oder auch eines benötigten Dateisystems) abermals automatisch geladen werden, oder aber das Laden wird vom Anwender selbst angestoßen. Als Kernel-Modul kann ein Treiber zudem im laufenden Betrieb aktualisiert werden, indem es zuerst entladen und danach dessen neuere Version wieder geladen wird.
ObwohlLinux einmonolithischer Kernel ist, umfasst er auch eine Schnittstelle, um zuladbare Kernel-Module hinzuladen zu können (englischloadable kernel modules, kurzLKM). Kernel-Module sindDateien, dieObjektcode enthalten (Objektdateien). Sie werden üblicherweise unter/usr/lib/modules/$(uname -r)/ abgelegt und tragen dieDateinamenserweiterung.ko (englischkernel object; bis Kernel-Version 2.4 war.o die Dateinamenserweiterung). Geladene Kernel-Module können u. a. mit dem Befehllsmod aufgelistet werden.[1][4][2]
Mit FreeBSD 3.0 wurde eine sogenanntedynamic kernel linker facility eingeführt (kurz:kld; etwa ‚dynamische Kernelverknüpfungseinrichtung‘), die die bisherigeLKM facility ablöste. Erweiterungen liegen hier im Verzeichnis/boot/kernel/. Die wichtigsten Befehle diesbezüglich sindkldload(8),kldunload(8) undkldstat(8).
Eine Kernel-Erweiterung (englischkernel extensions) fürXNU, den Kernel vonDarwin, die Basis vonmacOS undiOS sowie Apples anderen Betriebssystemen, wird bei Bedarf geladen. Sie liegen im Verzeichnis/System/Library/Extensions/ und haben.kext alsDateinamenserweiterung.
Aus Sicherheitsgründen wurde diese Möglichkeit für Drittanbieter verworfen und gänzlich ersetzt. Während eine Kernel-Erweiterung imKernelmodus läuft, laufen die mitmacOS Catalina 10.15 eingeführten System-Erweiterungen (englischsystem extensions) imBenutzermodus und haben so beispielsweise keinen direkten Zugriff auf Hardware.[5][6][7]
