Основы Linux от основателя Gentoo. Часть 2 (5/5): Модули ядра

Автор оригинала: Daniel Robbins, Chris Houser, Aron Griffis
  • Перевод
В заключительном отрывке второй части описаны основы управление модулями ядра Linux. Этот минимум неплохо знать всякому пользователю, однако, не стоит надеяться обнаружить в этом руководстве для начинающих информацию по сборке и конфигурированию модулей ядра.



Навигация по основам Linux от основателя Gentoo:

Часть I
  1. BASH: основы навигации (вступление)
  2. Управление файлами и директориями
  3. Ссылки, а также удаление файлов и директорий
  4. Glob-подстановки (итоги и ссылки)
Часть II
  1. Регулярные выражения (вступление)
  2. Назначения папок, поиск файлов
  3. Управление процессами
  4. Обработка текста и перенаправления
  5. Модули ядра (итоги и ссылки)
Часть III: 1, 2, 3, 4



Модули ядра


Знакомьтесь, «uname»


Команда uname дает множество интересной информации о вашей системе. Вот пример вывода на моей рабочей машине, после того, как я набрал uname -a, что говорит команде uname напечатать всю имеющуюся информацию:



$ uname -a
Linux inventor 2.4.20-gaming-r1 #1 Fri Apr 11 18:33:35 MDT 2003 i686 AMD Athlon(tm) XP 2100+ AuthenticAMD GNU/Linux


Подробнее о uname


Теперь, давайте посмотрим, какую же информацию о системе может дать uname



тип информации             аргумент   пример
имя ядра                   -s         "Linux"
имя хоста                  -n         "inventor"
релиз ядра                 -r         "2.4.20-gaming-r1"
версия ядра                -v         "#1 Fri Apr 11 18:33:35 MDT 2003"
архитектура                -m         "i686"
процессор                  -p         "AMD Athlon(tm) XP 2100+"
платформа                  -i         "AuthenticAMD"
операционная система       -o         "GNU/Linux"

Интригующе! А что напечатает uname -a у вас?



Релиз ядра


А теперь небольшой трюк. Для начала выполните uname -r чтобы программа напечатала релиз ядра, которое работает в данный момент.



Теперь посмотрите в директорию /lib/modules и — опа! — Я уверен, что вы обнаружили каталог с точно таким же именем! OK, никакой магии, теперь самое время поговорить о значении каталогов в /lib/modules, а также объяснить, что такое модули ядра.



Ядро


Ядро Linux это сердце того, что обычно называют «Linux» — это кусок кода, который напрямую взаимодействует с вашим железом и абстрагирует от него обычные программы. Благодаря ядру, вашему текстовому редактору не нужно беспокоиться на какой диск, SCSI или IDE, а может даже в RAM, он производит запись. Редактор просто записывает в файловую систему, а ядро заботится обо всем остальном.



Введение в модули ядра


Итак, что такое модули ядра? Они представляют собой часть ядра, которая сохраняется на диске в специальном формате. По вашей команде, они подгружаются в работающее ядро и добавляют в него новую функциональность.



Поскольку модули ядра загружаются по требованию, вы можете иметь ядро поддерживающее дополнительную функциональность, которая в обычном состоянии будет выключена и недоступна.
Но «раз в сто лет», эти модули окажутся очень полезными и смогут быть загружены — часто автоматически — для поддержки диковинной файловой системы или устройства, которое вы редко используете.



Модули ядра вкратце


В общем, модули ядра позволяют по требованию добавить возможностей в работающее ядро. Без модулей, вам бы пришлось компилировать новое ядро и перезагружаться для того, чтобы добавить поддержку чего-нибудь нового.



lsmod


Для просмотра загруженных модулей на вашей системе используйте команду lsmod:



# lsmod
Module                  Size  Used by    Tainted: PF
vmnet                  20520   5
vmmon                  22484  11
nvidia               1547648  10
mousedev                3860   2
hid                    16772   0  (unused)
usbmouse                1848   0  (unused)
input                   3136   0  [mousedev hid usbmouse]
usb-ohci               15976   0  (unused)
ehci-hcd               13288   0  (unused)
emu10k1                64264   2
ac97_codec              9000   0  [emu10k1]
sound                  51508   0  [emu10k1]
usbcore                55168   1  [hid usbmouse usb-ohci ehci-hcd]

Список модулей


Как видите, на моей системе загружено достаточно немного модулей. vmnet и vmmon модули, обеспечиваю необходимую функциональность для VMWare Workstation, которая позволяет мне запускать виртуальные машины в окне рабочего стола. Модуль nvidia выпущен NVIDIA corporation и позволяет использовать 3D-ускорение в Linux.



Дальше у меня есть набор модулей, которые используются для поддержки USB устройств ввода — mousedev, hid, usbmouse, input, usb-ohci, ehci-hcd и usbcore. Имеет смысл сконфигурировать ваше ядро для поддержки USB модулей. Почему? Потому что USB девайсы это «plug and play» (подключай и работай) девайсы и если у вас есть поддержка USB в модулях, вы можете спокойно пойти и купить новое USB устройство, подключить его, и ваша система автоматически загрузит соответствующие модули для этого устройства. Это удобный способ сделать что-то.



Сторонние модули


Завершают этот список модули: emu10k1, ac97_codec и sound, которые вместе обеспечиваю поддержку моей звуковой карты Audigy.



Следует отметить, некоторые из моих модулей доступны прямо в исходниках ядра. Например, все USB-модули были скомпилированы из стандартных исходных текстов ядра Linux. Однако, nvidia, emu10k1 и VMWare-модули были получены из других источников. Это подчеркивает другую важную особенность модулей ядра — возможность сторонних производителей добавлять необходимую функциональность в ядро и включать ее прямо в запущенное ядро. Без перезагрузки.



depmod и компания


В моей папке /lib/modules/2.4.20-gaming-r1/, есть несколько
файлов которые начинаются со строки «modules.»:



$ ls /lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.*
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.dep
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.generic_string
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.ieee1394map
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.isapnpmap
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.parportmap
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.pcimap
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.pnpbiosmap
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/modules.usbmap


Эти файлы содержат множество информации о различных зависимостях. В том числе, они содержат информацию о зависимостях для модулей — некоторые модули требуют загрузки других модулей перед тем как быть запущенными.



Как получить модули


Некоторые модули ядра разработаны для работы со специальными устройствами, как например emu10k1 — модуль для поддержки моей звуковой карты. Для этого типа модулей, приведенные выше файлы включают также информацию о PCI IDs и прочие идентификационные метки оборудования, которое они поддерживают. Эта информация может быть использована различными скриптами, например «hotplug» (который мы рассмотрим в следующих руководствах) для автоматического определения оборудования и загрузки соответствующих модулей.



Использование depmod


Информация о зависимостях может становиться не актуальной, особенно в случае установки новых модулей. Чтобы ее обновить, просто введите depmod -a. Программа depmod просканирует модули из вашей папки /lib/modules и обновит информацию о зависимостях. Она делает это сканируя модули в /lib/modules и проверяя так называемые «symbols» внутри модулей.



Расположение модулей ядра


Итак, как выглядят модули ядра? Для ядра 2.4, все файлы модулей обычно находятся в /lib/modules и имеют имя оканчивающееся на ".o" (для 2.6 ".ko" — прим. ред.). Чтобы увидеть все модули из /lib/modules, введите следующее:



# find /lib/modules -name '*.o'
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/misc/vmmon.o
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/misc/vmnet.o
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/video/nvidia.o
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/kernel/fs/fat/fat.o
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/kernel/fs/vfat/vfat.o
/lib/modules/2.4.20-gaming-r1/kernel/fs/minix/minix.o
[список обрезан для краткости]


insmod vs. modprobe


Итак, как же подгрузить модуль в работающее ядро? Один из вариантов, использовать команду
insmod и указать ей полный путь к модулю, который вы хотите загрузить:



# insmod /lib/modules/2.4.20-gaming-r1/kernel/fs/fat/fat.o
# lsmod | grep fat fat 29272 0 (unused)

Хотя, обычно модули загружают используя команду modprobe. Одна из приятных вещей, которую делает modprobe это автоматическая загрузка всех необходимых зависимостей для данного модуля. Кроме того, вам не нужно указывать полный путь и расширение загружаемого модуля.



rmmod и modprobe в действии


Давайте выгрузим наш модуль fat.o и загрузим его обратно используя modprobe:



# rmmod fat
# lsmod | grep fat
# modprobe fat
# lsmod | grep fat
fat 29272 0 (unused)

Как видите, работа команды rmmod очень похожа на работу modprobe, но имеет противоположный эффект — она выгружает указанный модуль.



Ваши помощники modinfo и modules.conf


Можете воспользоваться командой modinfo, чтобы узнать пару интересных вещей о своих любимых модулях:



# modinfo fat
filename: /lib/modules/2.4.20-gaming-r1/kernel/fs/fat/fat.o description: <none> author: <none> license: "GPL"

Также обратите внимание на файл /etc/modules.conf. Он содержит настройки для modprobe и позволяет изменять поведение modprobe. Например, указывать какие модули загруть до/после загрузки остальных, запускать скрипты до и после загрузки модуля, и многое другое.



Структура modules.conf


Синтаксис и функциональность modules.conf достаточно сложны, и мы не будем в них сейчас углубляться (наберите man modules.conf чтобы узнать все подробности), но есть несколько вещей, которые вы должны знать об этом файле.



Во-первых, многие дистрибутивы генерируют этот файл автоматически из набора файлов в других директориях, таких как /etc/modules.d/. Например, в Gentoo Linux есть такая папка, и запуск команды update-modules прочитает все файлы из /etc/modules.d/ и объединит их в новый /etc/modules.conf. Поэтому, сделав свои изменения в файлах из /etc/modules.d/ запустите update-modules, если вы используете Gentoo. В Debian, процедура очень похожа, за исключением того, что папка называется /etc/modutils/.



Для ядер версии 2.6 аналогичные по функциональности файл и папка из каталога etc называются modprobe.conf и modprobe.d соответственно. Синтаксис там упрощен, смотрите man modprobe.conf
— Примечание редактора.


Итоги и ресурсы


Итоги


Мои поздравления; вы дошли до конца этого учебника по основам администрирования Linux! Надеюсь он помог вам немного систематизировать ваши знания о Linux. Пожалуйста присоединяйтесь к нам в следующем руководстве раскрывающем более продвинутые аспекты администрирования, такие как права доступа, управление пользователями, файловую систему, монтирование и многое другое. В следующем руководстве мы будем опираться на фундамент, заложенный здесь. И помните, продолжая изучать эту серию руководств, вы уже совсем скоро будете готовы сдаче экзаменов на получение сертификата LPIC Level 1 от Linux Professional Institute.



Ресурсы


Говоря о сертификации LPIC, если вы действительно в ней заинтересованы, то я настоятельно рекомендую вам изучить следующие источники, которые были тщательно выбраны для расширения знаний полученных в этом руководстве.



В сети есть множество хороших руководств по регулярным выражениям. Вот парочка:


Можете прочитать стандарт иерархии файловой системы (Filesystem Hierarchy Standard) на http://www.pathname.com/fhs/.



В серии Bash в примерах (будет перевод), я покажу вам как использовать инструкции bash для написания ваших собственных скриптов. Это серия (особенно первая и вторая части) будет хорошей подготовкой к экзамену LPIC Level 1:



Вы можете узнать больше о sed в серии руководств Sed в примерах (будет переведено). Если вы планируете сдавать LPI экзамен, убедитесь что прочитали первые две части этой серии.



Чтобы узнать больше об awk, обратитесь к серии Awk в примерах (перевод будет).



Если вы не знакомы с редактором vi, Я настоятельно рекомендую вам посмотреть мое руководство Vi - the cheat sheet method. Этот учебник станет легким, но и стремительным введением в этот мощный текстовый редактор. Считайте, что это материал необходимый к прочтению, если вы не знаете как пользоваться vi.



Спасибо Dmitry Minsky (Dmitry.Minsky@gmail.com) за перевод.



Продолжение...


Об авторах


Daniel Robbins


Дэниэль Роббинс — основатель сообщества Gentoo и создатель операционной системы Gentoo Linux. Дэниэль проживает в Нью-Мехико со свой женой Мэри и двумя энергичными дочерьми. Он также основатель и глава Funtoo, написал множество технических статей для IBM developerWorks, Intel Developer Services и C/C++ Users Journal.



Chris Houser


Крис Хаусер был сторонником UNIX c 1994 года, когда присоединился к команде администраторов университета Тэйлора (Индиана, США), где получил степень бакалавра в компьютерных науках и математике. После он работал во множестве областей, включая веб-приложения, редактирование видео, драйвера для UNIX и криптографическую защиту. В настоящий момент работает в Sentry Data Systems. Крис также сделал вклад во множество свободных проектов, таких как Gentoo Linux и Clojure, стал соавтором книги The Joy of Clojure.



Aron Griffis


Эйрон Гриффис живет на территории Бостона, где провел последнее десятилетие работая в Hewlett-Packard над такими проектами, как сетевые UNIX-драйвера для Tru64, сертификация безопасности Linux, Xen и KVM виртуализация, и самое последнее — платформа HP ePrint. В свободное от программирования время Эйрон предпочитает размыщлять над проблемами программирования катаясь на своем велосипеде, жонглируя битами, или болея за бостонскую профессиональную бейсбольную команду «Красные Носки».

Поделиться публикацией
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама

Комментарии 23

    +8
    Искреннее спасибо. Может кто с PDF дружит, объединит всё это красиво в один файл?

    Могу кстати упомянутый «Vi — the cheat sheet method» перевести. Нужно?
      +2
      Да я думал о том, чтобы объединить, но сперва нужно провести полную ревизию всего текста, чтобы выдержать стилистику, поправить расхождения и неточности. Надо чтобы все было хорошо.

      Части переводились с большим промежутком времени, а последние четыре отрывка, и вовсе, не мной, а Дмитрием, хотя я их редактировал и подготавливал для хабра.

      В общем, как только будет закончен перевод всех трех частей, такая работа по слиянию будет сделана.
        0
        «как только будет закончен перевод всех трех частей»
        Упс, на funtoo.org их уже 4-ре стало. =)
          0
          А где вы их переводите?
          Может на нотабеноиде вместе попробуем?
          Я мог-бы помочь.
            0
            Я не против попробовать нотабеноид, коли есть еще желающие.
              0
              Создал notabenoid.com/book/12606/
              все кто хочет принять участие — вступаем в группу
                0
                «Увы, вы не можете читать этот перевод. Его могут читать только Переводчики.». Может для всех возможность перевода открыть? Думаю, хуже от этого не станет.
                  0
                  Пофиксил, теперь все могут.
        +1
        Благодарю вас!
          +1
          Фундаментально и, в то же время, просто! С каждой статьей мы все ближе к обществу linux-гуру.
            +1
            1 Fri Apr 11 18:33:35 MDT 2003
            Перевода 7 лет ждут
              0
              Кстати, это не версия ядра, как указано в статье, а время сборки.
                0
                На самом деле «версия» более отражает суть. Ядра одного и того же релиза, но собранные в разное время могут существенно отличатся. При этом, кстати, увеличивается число вначале, если использовать те же исходники.

                Обычно ж как происходит: конфигурируешь и собираешь ядро, затем обнаруживаешь, что чего-то не учел, или еще по какой-то причине, меняешь настройки, и собираешь новую версию.
              0
              Отлично. Долго ждал следующую часть. Спасибо!
                0
                Огромнейшее спасибо, я так ждал перевода этой статьи!!!
                  0
                  По мне так эти статьи могут быть чем то полезны только людям которые только начинают использовать Linux.
                    +2
                    А таких людей очень много.
                      0
                      я пользуюсь линуксом каждый день уже 9 лет. Про modinfo не знал :)
                      0
                      Очень интересно — спасибо.
                        0
                        В ubuntu, кажется, во это (find /lib/modules -name '*.o') нужно набрать так: find /lib/modules -name '*.ko'
                          0
                          Убунта тут не причем. Цитирую: Для ядра 2.4, все файлы модулей обычно находятся в /lib/modules и имеют имя оканчивающееся на ".o" (для 2.6 ".ko" — прим. ред.).
                            0
                            спасибо, не знал
                          0
                          ай, точнее не внимательно прочел ))

                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                          Самое читаемое