Linux内核与设备管理：USB存储驱动usb_storage/uas的安全卸载与复原

Linux内核与设备管理：USB存储驱动usb_storage/uas的安全卸载与复原

Linux内核模块安全卸载与复原的十步法

摘要

在Linux系统中，想要安全地卸载并重新加载USB存储驱动，必须先解除文件系统与进程占用，再按依赖关系逆序卸载模块，最后按需恢复加载。本文给出可直接执行的一步一命令实操清单，采用“箭头注释”逐字符解释每条命令，覆盖usb_storage与其依赖uas的处理策略，并以真实场景举例说明判读与排错方法，附流程图与术语表以便系统性理解。

一、前置知识与名词解释

内核模块是可按需装载的功能单元，USB存储链路常由uas与usb_storage协作完成。为避免含糊，先统一术语。

名称	全称与缩写（首次出现按规范）	简要说明
通用串行总线（Universal Serial Bus, USB）	USB	外设总线标准，常见于U盘、移动硬盘等
小型计算机系统接口（Small Computer System Interface, SCSI）	SCSI	通用存储访问协议栈概念
USB附加SCSI（USB Attached SCSI, UAS）	UAS	走SCSI命令集的USB高效传输协议，Linux内核以uas模块实现
USB存储类驱动	usb_storage	传统USB大容量存储驱动，部分设备在无UAS时退回使用
动态可加载内核模块（Loadable Kernel Module, LKM）	LKM	通过modprobe/lsmod管理的内核功能单元
挂载点（Mountpoint）	—	文件系统在目录树中的挂载位置
设备断电/解绑	—	通过udisksctl power-off、eject或/sys写接口让内核不再使用设备

结论先行：处理顺序应为“解除占用→卸载依赖者uas→卸载被依赖者usb_storage→按需恢复加载。

二、环境假设与操作目标

你当前的机器状态（来自实际输出）说明如下：

lsmod | grep usb_storage
# 输出：usb_storage            66636  1 uas
lsblk -o NAME,TRAN,MOUNTPOINT
# 输出未见 TRAN=usb 且挂载点非空的分区

结论先行：usb_storage已被uas占用且没有USB分区挂载。目标是安全卸载uas与usb_storage，并在需要时恢复。

三、流程总览与关键路径

flowchart LRA[确认模块与占用\nlsmod|grep] --> B[确认挂载点\nlsblk -o ...]B --> C{有挂载?}C -- 是 --> D[umount 分区\nsync]C -- 否 --> E[检查进程占用\nfuser -vm]D --> F[设备断电/解绑\nudisksctl / eject / sysfs delete]E --> FF --> G[先卸载 uas\nmodprobe -r uas]G --> H[再卸载 usb_storage\nmodprobe -r usb_storage]H --> I{需要恢复?}I -- 是 --> J[modprobe usb_storage]I -- 否 --> K[保持卸载状态]

结论先行：无论是否挂载，卸载顺序始终是“先uas后usb_storage，否则会提示 in use。

四、一步一命令的标准清单（逐字符箭头注释）

说明在前：下面是通用“十步法”的完整清单，每条命令都可单独复制执行。若你的现场“没有挂载且usb_storage被uas占用”，请优先看第五章“最短路径实操”。

一、1.1 查看模块加载情况与占用关系

在任何操作前，先确定模块与占用链路，避免盲目卸载。

lsmod | grep usb_storage
# └─┬─┘   └──┬──┘ └──────────┘
#  lsmod     |        usb_storage：要查找的模块名
#            └─ 管道，把 lsmod 的输出交给 grep
# 作用：查看 usb_storage 是否加载、Used by 是否被 uas 占用

一、1.2 列出块设备、传输方式与挂载点

用以判定是否需要先卸载文件系统。

lsblk -o NAME,TRAN,MOUNTPOINT
# └──┬──┘ └─┬─┘ └──────────┘
#  命令    -o    指定输出列
#  NAME/TRAN/MOUNTPOINT：设备名/传输方式/挂载点
# 作用：定位 TRAN=usb 且 MOUNTPOINT 非空的分区

二、2.1 卸载文件系统分区（示例：/dev/sdb1）

若上一步发现已挂载，这一步必须先做。

sudo umount /dev/sdb1
# └──┬┘ └──┬──┘ └─────┘
#  sudo  umount  设备文件
# 以 root 权限卸载，使内核停止使用该分区

二、2.2 同步缓存，降低风险

在移除硬件或卸载模块前，确保缓冲写入磁盘。

sync
# 单词 sync：把内存中未写入磁盘的数据写回磁盘

二、2.3 检查并清理占用进程（可选但常用）

避免因进程占用导致umount失败或模块 in use。

sudo fuser -vm /dev/sdb1
# └──┬┘ └──┬┘ └┬┘ └──────┘
#  sudo fuser -v  -m   目标（分区或挂载点）
# -v：verbose 详细输出
# -m：把参数当作挂载点处理
# 作用：查看有哪些进程仍在占用

若需要强制清理：

sudo fuser -km /dev/sdb1
# └──┬┘ └──┬┘ └┬┘ └──────┘
#  sudo fuser -k  -m   目标
# -k：kill 杀掉占用进程
# -m：挂载点语义

三、3.1 让设备断电或从内核解绑（三选一）

只需任选其一，目的都是让内核彻底不再使用该设备。

sudo udisksctl power-off -b /dev/sdb
# └──┬┘ └──────────────┬─────────┘ └──┬──┘
#  sudo     udisksctl  power-off     -b   /dev/sdb
# 提权      工具名       断电动作    block设备  目标整盘

或：

sudo eject /dev/sdb
# └──┬┘ └──┬┘ └─────┘
#  sudo eject  设备
# 作用：弹出/解绑该块设备

或（最底层方式）：

echo 1 | sudo tee /sys/block/sdb/device/delete
# └─┬─┘   └──┬┘ └──┬──┘ └──────────────┘
#  echo 1   管道  sudo  tee   目标文件
# 把“1”写入 delete，通知内核删除 sdb 这个设备

四、4.1 再次确认占用关系（可选）

确认Used by是否归零。

lsmod | grep usb_storage
# 作用：检查 usb_storage 是否仍被其它模块占用

四、4.2 卸载依赖者模块uas

必须先卸载占用者uas，否则usb_storage会 in use。

sudo modprobe -r uas
# └──┬──┘ └──────┬──────┘ └─┘
#  sudo  modprobe    -r    uas
#  提权  模块管理   remove 卸载模块  模块名：USB Attached SCSI

四、4.3 卸载usb_storage

此时不应再报 in use。

sudo modprobe -r usb_storage
# └──┬──┘ └──────┬──────┘ └──────────┘
#  sudo  modprobe    -r      usb_storage
#  提权  模块管理   卸载      模块名（USB存储驱动）

五、5.1 按需恢复加载usb_storage

如果你需要恢复USB存储功能，重新加载即可。

sudo modprobe usb_storage
# └──┬──┘ └──────┬──────┘ └──────────┘
#  sudo  modprobe          usb_storage
#  提权  加载模块          模块名

五、5.2 验证加载成功

确认模块已回到内核。

lsmod | grep usb_storage
# 看到 usb_storage 再次出现在列表中即为成功

解释在后：上面的清单把“解除文件系统占用→解绑/断电→卸载依赖者uas→卸载usb_storage→按需恢复”拆成独立、互不合并的命令，任何一步失败都可针对性排查，不会把问题混在一起。

四、1.3 常用命令与作用速查表

命令	关键参数	作用	典型失败原因
lsmod	`	grep 模块名`	查看模块是否加载、被谁占用	无
lsblk	-o NAME,TRAN,MOUNTPOINT	查设备传输方式与挂载点	无
umount	设备或挂载点	卸载文件系统	仍被进程占用
fuser	-vm/-km	查看或杀占用进程	执行环境无psmisc包
udisksctl	power-off -b /dev/sdX	逻辑断电	桌面环境缺失时不可用
eject	设备名	解绑/弹出设备	设备忙
tee	写/sys/block/.../delete	内核层删除设备	路径写错
modprobe	-r 模块名	卸载模块	被依赖 in use
modprobe	模块名	加载模块	设备不匹配

五、案例演示：当前状态下的“最短路径实操”

场景复述：usb_storage ... 1 uas 且没有USB分区挂载。结论先行：直接卸载uas再卸载usb_storage即可。

二、1.1 卸载占用者模块uas

sudo modprobe -r uas
# └──┬──┘ └──────┬──────┘ └─┘
#  sudo  modprobe    -r    uas
#  提权  模块管理    卸载   模块名

二、1.2 确认uas已卸载

lsmod | grep uas
# 无输出则说明 uas 不在了

二、1.3 卸载usb_storage

sudo modprobe -r usb_storage
# └──┬──┘ └──────┬──────┘ └──────────┘
#  sudo  modprobe    -r      usb_storage

二、1.4 需要恢复时只加载usb_storage

sudo modprobe usb_storage
# └──┬──┘ └──────┬──────┘ └──────────┘
#  提权  加载模块          模块名

解释在后：该“最短路径”省略了卸载分区与断电步骤，因为你现场没有挂载点；若未来插入U盘自动挂载，务必先umount后再做模块操作。

六、扩展与排错：自动加载、强制卸载与三种解绑方式差异

结论先行：不要用强制卸载rmmod -f，更不要在生产环境里图快。

三、1.1 三种解绑方式对比

方法	层级	优点	注意点
udisksctl power-off -b /dev/sdX	桌面服务层	逻辑断电，温和安全	依赖udisks2
eject /dev/sdX	工具层	简单直观	有时仅逻辑弹出，未必断电
echo 1 > /sys/block/sdX/device/delete	内核/sysfs	最底层，效果直接	必须确认路径准确，误删风险高

三、1.2 防止UAS自动加载（可选）

部分老U盘在UAS下表现不稳定，可临时禁用UAS回退到usb_storage。

echo "blacklist uas" | sudo tee /etc/modprobe.d/disable-uas.conf
# └──┬──┘ └──────────┬──────────┘ └──────────────┘
#  echo 文本   管道       sudo  tee      目标配置文件
# 写入一行：blacklist uas，用于阻止内核自动加载 uas

更新initramfs（部分发行版需要）：

sudo update-initramfs -u
# └──┬──┘ └──────────┬──┘
#  sudo   update-initramfs  -u
# 以 root 权限更新 initramfs，使黑名单在早期启动生效

恢复UAS自动加载：

sudo rm /etc/modprobe.d/disable-uas.conf
# └──┬┘ └──────────┬──────────┘
#  sudo      rm      配置文件
# 删除黑名单文件，允许 uas 再次自动加载

三、1.3 常见报错与对策

• modprobe: FATAL: Module usb_storage is in use
  先卸载uas或其它依赖者，再卸载usb_storage。若仍失败，检查是否有挂载或进程占用。
• umount: target is busy
  用fuser -vm找出进程并fuser -km清理，或确认是否在该目录中工作导致“自占用”。

七、结论或总结

安全地卸载并恢复USB存储驱动的关键在于“先解除占用，再按依赖逆序卸载，最后按需恢复加载”。在实务中，占用者通常是uas，被占用者是usb_storage，顺序错误将直接导致 in use。结合流程图、一步一命令与箭头注释，配合fuser和lsblk的判读，你可以在任何发行版上稳定复现该流程并快速定位问题根因。