Рейтинг@Mail.ru
[Войти] [Зарегистрироваться]

Наши друзья и партнеры

UnixForum
купить дешевый 
компьютер родом из Dhgate.com




Lines Club

Ищем достойных соперников.

Библиотека сайта rus-linux.net

Администрирование систем Linux. Ядро Linux

Оригинал: The Linux kernel
Автор: Paul Cobbaut
Дата публикации: 12 марта 2015 г.
Перевод: A. Панин
Дата перевода: 2 апреля 2015 г.

Часть VI. Работа с ядром ОС

Глава 28. Ядро Linux

28.1. О ядре Linux

28.1.1. Версии ядра

В 1991 году Linus Torvalds разработал первую версию ядра Linux. Он выложил исходный код ядра в открытый доступ, после чего другие люди начали вносить свой вклад в его развитие. В разработке одной из версий ядра (а именно, версии 2.6.27, выпущенной в ноябре 2008 года) поучаствовало более 4000 разработчиков.

Для основных версий ядра Linux используются четные и нечетные номера. Ранее существовало разделение версий, в соответствии с которым версии 2.0, 2.2, 2.4 и 2.6 считались стабильными. В то же время версии 2.1, 2.3 и 2.5 считались нестабильными (или разрабатываемыми). Начиная с выпуска версии ядра 2.6.0 в январе 2004 года вся разработка велась в рамках ветки 2.6. Версия ядра 2.7.0 так и не была выпущена и, судя по заявлениям главного разработчика ядра, которым все также является Linus Torvalds, схема разделения версий ядра на четные/стабильные и нечетные/разрабатываемые не используется и не будет использоваться в будущем.

28.1.2. Команда uname -r

Для того, чтобы узнать текущую версию ядра Linux, следует использовать команду uname -r таким образом, как показано ниже.

В первом примере показан вывод данной команды в системе с ядром Linux основной версии 2.6 и дополнительной версии 24. Остальная часть строки -22-generic является специфичной для дистрибутива (в данном случае используется дистрибутив Ubuntu).

paul@laika:~$ uname -r
2.6.24-22-generic

При выполнении этой же команды в дистрибутиве Red Hat Entrprise Linux можно получить информацию о более старом ядре (версии 2.6.18), причем строка -92.1.17.el5 также является специфичной для дистрибутива.

[paul@RHEL52 ~]$ uname -r
2.6.18-92.1.17.el5

28.1.3. Файл /proc/cmdline

Параметры, которые были переданы ядру ОС в процессе загрузки системы, могут быть получены из файла /proc/cmdline.

paul@RHELv4u4:~$ cat /proc/cmdline 
ro root=/dev/VolGroup00/LogVol00 rhgb quiet

28.1.4. Однопользовательский режим

В случае передачи ядру Linux параметра single будет осуществляться загрузка системы в однопользовательском режиме. В данном случае после загрузки ядра Linux будет запущена командная оболочка bash с привилегиями пользователя root (ввода пароля не потребуется).

В некоторых дистрибутивах данная возможность заблокирована (на этапе компиляции ядра ОС).

28.1.5. Параметр init=/bin/bash

Обычно ядро ОС запускает бинарный файл, путь к которому передан с помощью параметра init, создавая таким образом первый процесс-демон. Добавление параметра init=/bin/bash к строке параметров ядра позволяет вызывать командную оболочку bash (снова с правами пользователя root без необходимости ввода пароля).

28.1.6. Файл журнала /var/log/messages

Ядро ОС в процессе загрузки передает демону syslogd информацию о множестве выполняемых действий, которая сохраняется в файле журнала /var/log/messages. Из данного файла журнала можно извлечь информацию о процессе загрузки ядра, включая информацию обо всех устройствах, которые были идентифицированы в процессе загрузки системы.

[root@RHEL53 ~]# grep -A16 "syslogd 1.4.1:" /var/log/messages|cut -b24-
syslogd 1.4.1: restart.
kernel: klogd 1.4.1, log source = /proc/kmsg started.
kernel: Linux version 2.6.18-128.el5 (mockbuild@hs20-bc1-5.build.red...
kernel: BIOS-provided physical RAM map:
kernel:  BIOS-e820: 0000000000000000 - 000000000009f800 (usable)
kernel:  BIOS-e820: 000000000009f800 - 00000000000a0000 (reserved)
kernel:  BIOS-e820: 00000000000ca000 - 00000000000cc000 (reserved)
kernel:  BIOS-e820: 00000000000dc000 - 0000000000100000 (reserved)
kernel:  BIOS-e820: 0000000000100000 - 000000001fef0000 (usable)
kernel:  BIOS-e820: 000000001fef0000 - 000000001feff000 (ACPI data)
kernel:  BIOS-e820: 000000001feff000 - 000000001ff00000 (ACPI NVS)
kernel:  BIOS-e820: 000000001ff00000 - 0000000020000000 (usable)
kernel:  BIOS-e820: 00000000fec00000 - 00000000fec10000 (reserved)
kernel:  BIOS-e820: 00000000fee00000 - 00000000fee01000 (reserved)
kernel:  BIOS-e820: 00000000fffe0000 - 0000000100000000 (reserved)
kernel: 0MB HIGHMEM available.
kernel: 512MB LOWMEM available.

А в данном примере показан фрагмент файла /var/log/messages, который может использоваться для извлечения информации о дисковом устройстве, представленном файлом устройства /dev/sda.

[root@RHEL53 ~]# grep sda /var/log/messages | cut -b24-
kernel: SCSI device sda: 41943040 512-byte hdwr sectors (21475 MB)
kernel: sda: Write Protect is off
kernel: sda: cache data unavailable
kernel: sda: assuming drive cache: write through
kernel: SCSI device sda: 41943040 512-byte hdwr sectors (21475 MB)
kernel: sda: Write Protect is off
kernel: sda: cache data unavailable
kernel: sda: assuming drive cache: write through
kernel:  sda: sda1 sda2
kernel: sd 0:0:0:0: Attached scsi disk sda
kernel: EXT3 FS on sda1, internal journal

28.1.7. Утилита dmesg

Утилита dmesg выводит все сообщения ядра ОС (с момента последней загрузки системы).

[root@RHEL53 ~]# dmesg | head
Linux version 2.6.18-128.el5 (mockbuild@hs20-bc1-5.build.redhat.com)
BIOS-provided physical RAM map:
 BIOS-e820: 0000000000000000 - 000000000009f800 (usable)
 BIOS-e820: 000000000009f800 - 00000000000a0000 (reserved)
 BIOS-e820: 00000000000ca000 - 00000000000cc000 (reserved)
 BIOS-e820: 00000000000dc000 - 0000000000100000 (reserved)
 BIOS-e820: 0000000000100000 - 000000001fef0000 (usable)
 BIOS-e820: 000000001fef0000 - 000000001feff000 (ACPI data)
 BIOS-e820: 000000001feff000 - 000000001ff00000 (ACPI NVS)
 BIOS-e820: 000000001ff00000 - 0000000020000000 (usable)

Следовательно, в случае поиска информации о дисковом устройстве, представленном файлом устройства /dev/sda, с помощью утилиты dmesg, будут выведены только сообщения ядра ОС с момента последней загрузки системы.

[root@RHEL53 ~]# dmesg | grep sda
SCSI device sda: 41943040 512-byte hdwr sectors (21475 MB)
sda: Write Protect is off
sda: Mode Sense: 5d 00 00 00
sda: cache data unavailable
sda: assuming drive cache: write through
SCSI device sda: 41943040 512-byte hdwr sectors (21475 MB)
sda: Write Protect is off
sda: Mode Sense: 5d 00 00 00
sda: cache data unavailable
sda: assuming drive cache: write through
 sda: sda1 sda2
sd 0:0:0:0: Attached scsi disk sda
EXT3 FS on sda1, internal journal

28.2. Исходный код ядра Linux

28.2.1. Ресурс ftp.kernel.org

Официальное хранилище архивов исходного ядра Linux расположено по адресу ftp.kernel.org. Данный ресурс содержит архивы исходного кода всех официальных выпусков ядра Linux начиная с 1991 года. Доступ ко всем архивам исходного кода, а также к файлам со списками изменений и файлам с исправлениями может осуществляться по протоколам http, ftp и rsync. Дополнительная информация может быть получена на вебсайте www.kernel.org.

Каждый человек может воспользоваться ftp-клиентом для осуществления анонимного входа на ресурс ftp.kernel.org.

paul@laika:~$ ftp ftp.kernel.org
Connected to pub3.kernel.org.
220 Welcome to ftp.kernel.org.
Name (ftp.kernel.org:paul): anonymous
331 Please specify the password.
Password:
230-       Welcome to the
230-
230-   LINUX KERNEL ARCHIVES
230-       ftp.kernel.org

Архивы исходного кода всех версий ядра Linux расположены по пути pub/linux/kernel/.

ftp> ls pub/linux/kernel/v*
200 PORT command successful. Consider using PASV.
150 Here comes the directory listing.
drwxrwsr-x    2 536      536          4096 Mar 20  2003 v1.0
drwxrwsr-x    2 536      536         20480 Mar 20  2003 v1.1
drwxrwsr-x    2 536      536          8192 Mar 20  2003 v1.2
drwxrwsr-x    2 536      536         40960 Mar 20  2003 v1.3
drwxrwsr-x    3 536      536         16384 Feb 08  2004 v2.0
drwxrwsr-x    2 536      536         53248 Mar 20  2003 v2.1
drwxrwsr-x    3 536      536         12288 Mar 24  2004 v2.2
drwxrwsr-x    2 536      536         24576 Mar 20  2003 v2.3
drwxrwsr-x    5 536      536         28672 Dec 02 08:14 v2.4
drwxrwsr-x    4 536      536         32768 Jul 14  2003 v2.5
drwxrwsr-x    7 536      536        110592 Dec 05 22:36 v2.6
226 Directory send OK.
ftp>

28.2.2. Директория /usr/src

Исходный код ядра ОС на вашем локальном компьютере должен быть расположен в директории /usr/src. Учтите, что структура поддиректорий директории /usr/src может отличаться в зависимости от используемого вами дистрибутива.

В первую очередь давайте рассмотрим структуру поддиректорий директории /usr/src в дистрибутиве Debian. В данном случае в этой директории можно обнаружить две версии полного исходного кода ядра Linux. При поиске определенного файла (e1000_main.c) исходного кода с помощью утилиты find можно получить полный путь к этому файлу.

paul@barry:~$ ls -l /usr/src/
drwxr-xr-x 20 root root     4096 2006-04-04 22:12 linux-source-2.6.15
drwxr-xr-x 19 root root     4096 2006-07-15 17:32 linux-source-2.6.16
paul@barry:~$ find /usr/src -name e1000_main.c
/usr/src/linux-source-2.6.15/drivers/net/e1000/e1000_main.c
/usr/src/linux-source-2.6.16/drivers/net/e1000/e1000_main.c

Данная структура поддиректорий очень похожа на структуру поддиректорий директории /usr/src в дистрибутиве Ubuntu за тем исключением, что в данном случае в директории расположен исходный код одной версии ядра (и эта версия более новая).

paul@laika:~$ ls -l /usr/src/
drwxr-xr-x 23 root root     4096 2008-11-24 23:28 linux-source-2.6.24
paul@laika:~$ find /usr/src -name "e1000_main.c"
/usr/src/linux-source-2.6.24/drivers/net/e1000/e1000_main.c

Теперь давайте рассмотрим содержимое директории /usr/src в дистрибутиве Red Hat Entrprise Linux.

[paul@RHEL52 ~]$ ls -l /usr/src/
drwxr-xr-x 5 root root 4096 Dec  5 19:23 kernels
drwxr-xr-x 7 root root 4096 Oct 11 13:22 redhat

Нам придется погрузиться немного глубже в дерево директорий для того, чтобы добраться до исходного кода ядра ОС в дистрибутиве Red Hat!

[paul@RHEL52 ~]$ cd /usr/src/redhat/BUILD/
[paul@RHEL52 BUILD]$ find . -name "e1000_main.c"
./kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686/drivers/net/e1000/e1000_main.c

28.2.3. Загрузка исходного кода ядра ОС

Debian

Установка пакета программного обеспечения с исходным кодом ядра ОС в дистрибутиве Debian осуществляется достаточно просто с помощью команды aptitude install linux-source. В первую очередь вы можете осуществить поиск всех пакетов программного обеспечения с именами linux-source таким образом, как показано в примере ниже.

root@barry:~# aptitude search linux-source
v   linux-source           -
v   linux-source-2.6       -
id  linux-source-2.6.15    - Linux kernel source for version 2.6.15
i   linux-source-2.6.16    - Linux kernel source for version 2.6.16
p   linux-source-2.6.18    - Linux kernel source for version 2.6.18
p   linux-source-2.6.24    - Linux kernel source for version 2.6.24

После этого вы можете использовать команду aptitude install для загрузки и установки пакета программного обеспечения с исходным кодом ядра Linux из состава дистрибутива Debian.

root@barry:~# aptitude install linux-source-2.6.24

После того, как утилита aptitude закончит работу, вы обнаружите новый файл с именем /usr/src/linux-source-<версия>.tar.bz2 в файловой системе вашего компьютера.

root@barry:/usr/src# ls -lh
drwxr-xr-x 20 root root 4.0K 2006-04-04 22:12 linux-source-2.6.15
drwxr-xr-x 19 root root 4.0K 2006-07-15 17:32 linux-source-2.6.16
-rw-r--r--  1 root root  45M 2008-12-02 10:56 linux-source-2.6.24.tar.bz2

Ubuntu

Дистрибутив Ubuntu основывается на дистрибутиве Debian, причем в нем также может использоваться утилита aptitude, поэтому задача полностью аналогична предыдущей.

root@laika:~# aptitude search linux-source
i   linux-source           - Linux kernel source with Ubuntu patches
v   linux-source-2.6       -
i A linux-source-2.6.24    - Linux kernel source for version 2.6.24
root@laika:~# aptitude install linux-source

И после того, как утилита aptitude завершит свою работу, мы получим файл /usr/src/linux-source-<версия>.tar.bz2.

root@laika:~# ll /usr/src
итого 45M
-rw-r--r--  1 root root  45M 2008-11-24 23:30 linux-source-2.6.24.tar.bz2

Red Hat Enterprise Linux

Ранее пакет программного обеспечения с исходным кодом ядра ОС располагался на четвертом установочном диске с пакетами исходного кода дистрибутива Red Hat Enerprise Linux. Файл пакета программного обеспечения носит имя kernel-2.6.9-42.EL.src.rpm (пример для дистрибутива RHEL версии 4 с обновлением 4). Также данный пакет доступен по адресу ftp://ftp.redhat.com/pub/redhat/linux/enterprise/5Server/en/os/SRPMS/ (пример для дистрибутива RHEL 5).

Для загрузки пакета исходного кода ядра ОС дистрибутива RHEL следует использовать длинную команду (команда должна располагаться в одной строке без завершающего символа \).

wget ftp://ftp.redhat.com/pub/redhat/linux/enterprise/5Server/en/os/\
SRPMS/kernel-`uname -r`.src.rpm

После того, как утилита wget закончит свою работу, вы получите файл с расширением .rpm размером в 60 Мб.

[root@RHEL52 src]# ll
итого 60M
-rw-r--r-- 1 root root  60M дек  5 20:54 kernel-2.6.18-92.1.17.el5.src.rpm
drwxr-xr-x 5 root root 4.0K дек  5 19:23 kernels
drwxr-xr-x 7 root root 4.0K окт 11 13:22 redhat

Нам придется выполнить дополнительные действия для того, чтобы использовать исходный код ядра ОС из пакета программного обеспечения по назначению.

В первую очередь мы должны выполнить команду rpm -i kernel-2.6.9-42.EL.src.rpm для установки загруженного пакета программного обеспечения дистрибутива Red Hat.

[root@RHEL52 src]# ll
итого 60M
-rw-r--r-- 1 root root  60M дек  5 20:54 kernel-2.6.18-92.1.17.el5.src.rpm
drwxr-xr-x 5 root root 4.0K дек  5 19:23 kernels
drwxr-xr-x 7 root root 4.0K окт 11 13:22 redhat
[root@RHEL52 src]# rpm -i kernel-2.6.18-92.1.17.el5.src.rpm

После этого мы должны перейти в директорию SPECS и задействовать утилиту rpmbuild.

[root@RHEL52 ~]# cd /usr/src/redhat/SPECS
[root@RHEL52 SPECS]# rpmbuild -bp -vv --target=i686 kernel-2.6.spec

Утилита rpmbuild поместит исходный код ядра Linux дистрибутива RHEL в директорию /usr/src/redhat/BUILD/kernel-<версия>/.

[root@RHEL52 kernel-2.6.18]# pwd
/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.18
[root@RHEL52 kernel-2.6.18]# ll
итого 20K
drwxr-xr-x  2 root root 4.0K дек  6  2007 config
-rw-r--r--  1 root root 3.1K дек  5 20:58 Config.mk
drwxr-xr-x 20 root root 4.0K дек  5 20:58 linux-2.6.18.i686
drwxr-xr-x 19 root root 4.0K сен 20  2006 vanilla
drwxr-xr-x  8 root root 4.0K дек  6  2007 xen

28.3. Файлы, используемые в процессе загрузки ядра ОС

28.3.1. Файл vmlinuz

Файл vmlinuz из директории /boot является сжатым исполняемым файлом ядра ОС.

paul@barry:~$ ls -lh /boot | grep vmlinuz
-rw-r--r-- 1 root root 1.2M 2006-03-06 16:22 vmlinuz-2.6.15-1-486
-rw-r--r-- 1 root root 1.1M 2006-03-06 16:30 vmlinuz-2.6.15-1-686
-rw-r--r-- 1 root root 1.3M 2008-02-11 00:00 vmlinuz-2.6.18-6-686
paul@barry:~$

28.3.2. Файл initrd

Ядро ОС использует файл initrd (Initial RAM disk - диск в оперативной памяти для начальной инициализации) в процессе загрузки системы. Данный диск монтируется до момента окончания загрузки ядра ОС и может содержать дополнительные драйверы и модули ядра ОС. На самом деле, данный файл является сжатым архивом формата CPIO, поэтому вы можете просмотреть его содержимое следующим образом.

root@RHELv4u4:/boot# mkdir /mnt/initrd
root@RHELv4u4:/boot# cp initrd-2.6.9-42.0.3.EL.img TMPinitrd.gz
root@RHELv4u4:/boot# gunzip TMPinitrd.gz 
root@RHELv4u4:/boot# file TMPinitrd 
TMPinitrd: ASCII cpio archive (SVR4 with no CRC)
root@RHELv4u4:/boot# cd /mnt/initrd/
root@RHELv4u4:/mnt/initrd# cpio -i | /boot/TMPinitrd 
4985 блоков
root@RHELv4u4:/mnt/initrd# ls -l
итого 76
drwxr-xr-x 2 root root 4096 фев 5 08:36 bin
drwxr-xr-x 2 root root 4096 фев 5 08:36 dev
drwxr-xr-x 4 root root 4096 фев 5 08:36 etc
-rwxr-xr-x 1 root root 1607 фев 5 08:36 init
drwxr-xr-x 2 root root 4096 фев 5 08:36 lib
drwxr-xr-x 2 root root 4096 фев 5 08:36 loopfs
drwxr-xr-x 2 root root 4096 фев 5 08:36 proc
lrwxrwxrwx 1 root root    3 фев 5 08:36 sbin -> bin
drwxr-xr-x 2 root root 4096 фев 5 08:36 sys
drwxr-xr-x 2 root root 4096 фев 5 08:36 sysroot
root@RHELv4u4:/mnt/initrd#

28.3.3. Файл System.map

Файл System.map содержит таблицу символов и изменяется при каждой компиляции ядра ОС. Таблица символов также присутствует в файле /proc/kallsyms (до выпуска ядра Linux версии 2.6 данный файл носил имя /proc/ksyms).

root@RHELv4u4:/boot# head System.map-`uname -r`
00000400 A __kernel_vsyscall
0000041a A SYSENTER_RETURN_OFFSET
00000420 A __kernel_sigreturn
00000440 A __kernel_rt_sigreturn
c0100000 A _text
c0100000 T startup_32
c01000c6 t checkCPUtype
c0100147 t is486
c010014e t is386
c010019f t L6
root@RHELv4u4:/boot# head /proc/kallsyms 
c0100228 t _stext
c0100228 t calibrate_delay_direct
c0100228 t stext
c0100337 t calibrate_delay
c01004db t rest_init
c0100580 t do_pre_smp_initcalls
c0100585 t run_init_process
c01005ac t init
c0100789 t early_param_test
c01007ad t early_setup_test
root@RHELv4u4:/boot#

28.3.4. Файл .config

Последним файлом, копируемым в директорию /boot, является файл со значениями параметров конфигурации ядра ОС, используемый в процессе его компиляции. Данный файл не должен находиться директории /boot для корректного функционирования ядра ОС, но размещение его копии в данной директории является обычной практикой. Благодаря его наличию появляется возможность осуществления повторной компиляции ядра ОС с использованием тех же значений параметров конфигурации, которые были использованы для компиляции существующего работоспособного ядра ОС.

28.4. Модули ядра Linux

28.4.1. Информация о модулях ядра Linux

Ядро Linux является монолитным ядром с поддержкой загружаемых модулей. Данные модули содержат части ядра ОС, обычно используемые в качестве драйверов устройств, реализаций файловых систем и сетевых протоколов. В большинстве случаев необходимые модули ядра ОС загружаются автоматически и динамически без вмешательства системного администратора.

28.4.2. Директория /lib/modules

Модули ядра ОС хранятся в директории /lib/modules/<версия-ядра-ос>. Для хранения модулей каждой версии ядра Linux, которая была скомпилирована для вашей системы, создается отдельная директория.

paul@laika:~$ ll /lib/modules/
итого 12K
drwxr-xr-x 7 root root 4.0K 2008-11-10 14:32 2.6.24-16-generic
drwxr-xr-x 8 root root 4.0K 2008-12-06 15:39 2.6.24-21-generic
drwxr-xr-x 8 root root 4.0K 2008-12-05 12:58 2.6.24-22-generic

28.4.3. Файл <модуль>.ko

Имя файла, содержащего код модуля ядра ОС, обычно оканчивается на .ko. В данном примере показано расположение файлов модулей ядра ОС, предназначенных для поддержки протокола isdn.

paul@laika:~$ find /lib/modules -name isdn.ko
/lib/modules/2.6.24-21-generic/kernel/drivers/isdn/i4l/isdn.ko
/lib/modules/2.6.24-22-generic/kernel/drivers/isdn/i4l/isdn.ko
/lib/modules/2.6.24-16-generic/kernel/drivers/isdn/i4l/isdn.ko

28.4.4. Утилита lsmod

Для ознакомления со списком загруженных в текущий момент модулей ядра ОС, следует использовать утилиту lsmod. В выводе утилиты вы можете обнаружить информацию об имени каждого из загруженных модулей, его размере, значении счетчика использования модуля, а также именах других модулей, использующих данный модуль.

[root@RHEL52 ~]# lsmod | head -5
Module                  Size  Used by
autofs4                24517  2 
hidp                   23105  2 
rfcomm                 42457  0 
l2cap                  29505  10 hidp,rfcomm

28.4.5. Файл /proc/modules

Файл /proc/modules содержит список всех модулей, загруженных ядром ОС. Список модулей ядра ОС из данного файла является слишком длинным для того, чтобы приводить его в данной книге, поэтому давайте используем утилиту grep для поиска модуля с именем vm.

Мы видим, что одновременно загружены модуля ядра ОС vmmon и vmnet. Вы можете получить ту же самую информацию и с помощью утилиты lsmod. На самом деле, утилита lsmod всего лишь читает содержимое файла /proc/modules и выводит его с соответствующим форматированием.

paul@laika:~$ cat /proc/modules | grep vm
vmnet 36896 13 - Live 0xffffffff88b21000 (P)
vmmon 194540 0 - Live 0xffffffff88af0000 (P)
paul@laika:~$ lsmod | grep vm
vmnet                   36896  13 
vmmon                  194540  0 
paul@laika:~$

28.4.6. Зависимости модулей ядра ОС

Некоторые модули ядра ОС зависят от других модулей ядра ОС. В следующем примере вы можете увидеть, что модуль ядра ОС с именем nfsd зависит от модулей с именами exportfs, lockd и sunrpc.

paul@laika:~$ cat /proc/modules | grep nfsd
nfsd 267432 17 - Live 0xffffffff88a40000
exportfs 7808 1 nfsd, Live 0xffffffff88a3d000
lockd 73520 3 nfs,nfsd, Live 0xffffffff88a2a000
sunrpc 185032 12 nfs,nfsd,lockd, Live 0xffffffff889fb000
paul@laika:~$ lsmod | grep nfsd
nfsd                  267432 17 
exportfs                7808 1 nfsd
lockd                  73520 3 nfs,nfsd
sunrpc                185032 12 nfs,nfsd,lockd
paul@laika:~$

28.4.7. Утилита insmod

Модули ядра ОС могут быть загружены в ручном режиме с помощью утилиты insmod. Это очень простой (и устаревший) способ загрузки модулей ядра ОС. В примере ниже показан процесс загрузки модуля ядра ОС с именем fat (реализующего поддержку файловой системы fat).

root@barry:/lib/modules/2.6.17-2-686# lsmod | grep fat
root@barry:/lib/modules/2.6.17-2-686# insmod kernel/fs/fat/fat.ko 
root@barry:/lib/modules/2.6.17-2-686# lsmod | grep fat
fat                    46588  0

Утилита insmod не определяет зависимости между модулями ядра ОС, поэтому в следующем примере нам не удалось загрузить с помощью данной утилиты модуль с именем isdn (так как модуль с именем isdn зависит от модуля с именем slhc).

[root@RHEL52 drivers]# pwd
/lib/modules/2.6.18-92.1.18.el5/kernel/drivers
[root@RHEL52 kernel]# insmod isdn/i4l/isdn.ko 
insmod: error inserting 'isdn/i4l/isdn.ko': -1 Unknown symbol in module

28.4.8. Утилита modinfo

Как вы можете увидеть в представленном ниже выводе утилиты modinfo, модуль ядра ОС с именем isdn зависит от модуля ядра ОС с именем slhc.

[root@RHEL52 drivers]# modinfo isdn/i4l/isdn.ko | head -6
filename:       isdn/i4l/isdn.ko
license:        GPL
author:         Fritz Elfert
description:    ISDN4Linux: link layer
srcversion:     99650346E708173496F6739
depends:        slhc

28.4.9. Утилита modprobe

Большим преимуществом утилиты modprobe перед утилитой insmod является возможность первой утилиты загружать все необходимые модули ядра ОС, в то время, как вторая утилита требует загрузки всех необходимых модулей ядра ОС в ручном режиме. Другое преимущество данной утилиты заключается в отсутствии необходимости указания полного пути к файлу загружаемого модуля ядра ОС.

В данном примере показан способ загрузки модуля с именем isdn с помощью утилиты modprobe с автоматической загрузкой модуля с именем shlc в фоновом режиме.

[root@RHEL52 kernel]# lsmod | grep isdn
[root@RHEL52 kernel]# modprobe isdn
[root@RHEL52 kernel]# lsmod | grep isdn
isdn                  122433  0 
slhc                   10561  1 isdn
[root@RHEL52 kernel]#

28.4.10. Файл /lib/modules/<версия-ядра-ос>/modules.dep

Зависимости модулей ядра ОС описаны в рамках файла с именем modules.dep.

[root@RHEL52 2.6.18-92.1.18.el5]# pwd
/lib/modules/2.6.18-92.1.18.el5
[root@RHEL52 2.6.18-92.1.18.el5]# head -3 modules.dep 
/lib/modules/2.6.18-92.1.18.el5/kernel/drivers/net/tokenring/3c359.ko:
/lib/modules/2.6.18-92.1.18.el5/kernel/drivers/net/pcmcia/3c574_cs.ko:
/lib/modules/2.6.18-92.1.18.el5/kernel/drivers/net/pcmcia/3c589_cs.ko:

28.4.11. Утилита depmod

Файл modules.dep может быть обновлен (повторно создан) с помощью утилиты depmod. В следующем примере не было добавлено никаких новых модулей ядра ОС, поэтому утилита depmod сгенерировала идентичный файл.

root@barry:/lib/modules/2.6.17-2-686# ls -l modules.dep 
-rw-r--r-- 1 root root 310676 2008-03-01 16:32 modules.dep
root@barry:/lib/modules/2.6.17-2-686# depmod
root@barry:/lib/modules/2.6.17-2-686# ls -l modules.dep 
-rw-r--r-- 1 root root 310676 2008-12-07 13:54 modules.dep

28.4.12. Утилита rmmod

По аналогии с утилитой insmod, утилита rmmod на сегодняшний день практически не используется.

[root@RHELv4u3 ~]# modprobe isdn
[root@RHELv4u3 ~]# rmmod slhc
ERROR: Module slhc is in use by isdn
[root@RHELv4u3 ~]# rmmod isdn
[root@RHELv4u3 ~]# rmmod slhc
[root@RHELv4u3 ~]# lsmod | grep isdn
[root@RHELv4u3 ~]#

28.4.13. Команда modprobe -r

В отличие от утилиты rmmod, утилита modprobe будет автоматически удалять неиспользуемые модуля ядра ОС.

[root@RHELv4u3 ~]# modprobe isdn
[root@RHELv4u3 ~]# lsmod | grep isdn
isdn                  133537  0 
slhc                    7233  1 isdn
[root@RHELv4u3 ~]# modprobe -r isdn
[root@RHELv4u3 ~]# lsmod | grep isdn
[root@RHELv4u3 ~]# lsmod | grep slhc
[root@RHELv4u3 ~]#

28.4.14. Файл конфигурации /etc/modprobe.conf

Файл конфигурации /etc/modprobe.conf и специальные файлы конфигурации из директории /etc/modprobe.d могут содержать псевдонимы (для использования людьми), а также параметры (для зависимых модулей ядра ОС), используемые утилитой modprobe.

[root@RHEL52 ~]# cat /etc/modprobe.conf
alias scsi_hostadapter mptbase
alias scsi_hostadapter1 mptspi
alias scsi_hostadapter2 ata_piix
alias eth0 pcnet32
alias eth2 pcnet32
alias eth1 pcnet32

28.5. Компиляция ядра ОС

28.5.1. Дополнительная версия

Перейдите в директорию /usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.9/linux-2.6.9/ и измените дополнительную версию ядра ОС, заменив значение параметра extraversion в файле с именем Makefile.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# pwd
/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686
[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# vi Makefile 
[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# head -4 Makefile 
VERSION = 2
PATCHLEVEL = 6
SUBLEVEL = 18
EXTRAVERSION = -paul2008

28.5.2. Команда make mrproper

Теперь необходимо удалить результаты предыдущих сборок ядра ОС с помощью команды make mrproper. В том случае, если это ваша первая сборка после загрузки исходного кода, вы не должны выполнять это действие.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# make mrproper
  CLEAN   scripts/basic
  CLEAN   scripts/kconfig
  CLEAN   include/config
  CLEAN   .config .config.old

28.5.3. Файл .config

Теперь скопируйте работоспособный файл с именем .config из директории /boot в директорию с исходным кодом вашего ядра ОС. Этот файл содержит значения параметров конфигурации, которые использовались при компиляции вашего текущего ядра ОС. Грубо говоря, данный файл содержит информацию о том, должны ли компилироваться определенные модули ядра ОС.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# cp /boot/config-2.6.18-92.1.18.el5 .config

28.5.4. Команда make menuconfig

Теперь следует выполнить команду make menuconfig (или команду make xconfig в случае использования графического интерфейса). Запущенная утилита позволит вам установить, необходимо ли компилировать определенный модуль (m), включить код модуля в состав ядра ОС (*) или вообще не компилировать его (что позволит сократить размер ядра ОС). Если вы откажитесь от компиляции слишком большого количества модулей, ваше ядро ОС не будет работать корректно. Данные конфигурации будут сохранены в скрытом файле с именем .config.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# make menuconfig

28.5.5. Команда make clean

Выполните команду make clean для подготовки исходного кода ядра ОС к компиляции. Команда make clean позволяет удалить большую часть сгенерированных файлов, но сохраняет ваши файлы конфигурации ядра ОС. Исполнение команды make mrproper на данном этапе приведет к уничтожению файла .config, который был создан в результате исполнения команды make menuconfig.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# make clean

28.5.6. Команда make bzImage

А теперь следует выполнить команду make bzImage, присесть и расслабиться, ожидая окончания процесса компиляции ядра ОС. Вы также можете использовать команду time make bzImage, чтобы получить информацию о времени, необходимым для компиляции ядра ОС, которая может понадобиться для планирования непродолжительной прогулки во время следующей компиляции.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# time make bzImage
  HOSTCC  scripts/basic/fixdep
  HOSTCC  scripts/basic/docproc
  HOSTCC  scripts/kconfig/conf.o
  HOSTCC  scripts/kconfig/kxgettext.o
... 

Исполнение данной команды завершится выводом информации о пути к результирующему файлу bzImage (а также времени компиляции, если вы также использовали команду time ).

Kernel: arch/i386/boot/bzImage is ready (#1)

real 13m59.573s
user 1m22.631s
sys 11m51.034s
[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]#

На данном этапе вы можете вручную скопировать результирующий файл в директорию /boot с помощью команды cp arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-<версия-ядра-ОС>.

28.5.7. Команда make modules

Теперь следует выполнить команду make modules. На компиляцию всех модулей ядра ОС уйдет от 20 до 50 минут.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# time make modules
  CHK     include/linux/version.h
  CHK     include/linux/utsrelease.h
  CC [M]  arch/i386/kernel/msr.o
  CC [M]  arch/i386/kernel/cpuid.o
  CC [M]  arch/i386/kernel/microcode.o

28.5.8. Команда make modules_install

Для копирования всех скомпилированных модулей ядра ОС в директорию /lib/modules следует всего лишь выполнить команду make modules_install (на установку модулей уйдет примерно 20 секунд). В примере ниже приведен список содержимого директории модулей перед исполнением упомянутой команды.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# ls -l /lib/modules/
итого 20
drwxr-xr-x 6 root root 4096 окт 15 13:09 2.6.18-92.1.13.el5
drwxr-xr-x 6 root root 4096 ноя 11 08:51 2.6.18-92.1.17.el5
drwxr-xr-x 6 root root 4096 дек  6 07:11 2.6.18-92.1.18.el5
[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# make modules_install

А это список содержимого этой же директории после исполнения этой команды. Обратите внимание на то, что в процессе исполнения команды make modules_install была создана новая директория для модулей нового ядра ОС.

[root@RHEL52 linux-2.6.18.i686]# ls -l /lib/modules/
итого 24
drwxr-xr-x 6 root root 4096 окт 15 13:09 2.6.18-92.1.13.el5
drwxr-xr-x 6 root root 4096 ноя 11 08:51 2.6.18-92.1.17.el5
drwxr-xr-x 6 root root 4096 дек  6 07:11 2.6.18-92.1.18.el5
drwxr-xr-x 3 root root 4096 дек  6 08:50 2.6.18-paul2008

28.5.9. Директория /boot

Нам все также необходимо скопировать исполняемый файл ядра ОС, файл System.map и наш файл со значениями параметров конфигурации ядра ОС в директорию /boot. Строго говоря, копировать файл со значениями параметров конфигурации ядра ОС с именем .config совсем не обязательно, но он может пригодиться в будущем при компиляции ядра ОС.

[root@RHEL52 ]# pwd
/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686
[root@RHEL52 ]# cp System.map /boot/System.map-2.6.18-paul2008
[root@RHEL52 ]# cp .config /boot/config-2.6.18-paul2008
[root@RHEL52 ]# cp arch/i386/boot/bzImage /boot/vmlinuz-2.6.18-paul2008

28.5.10. Утилита mkinitrd

Ядро ОС обычно использует файл initrd в процессе загрузки. Мы можем использовать утилиту mkinitrd для генерации этого файла. Убедитесь в том, что вы используете корректное имя ядра ОС!

[root@RHEL52 ]# pwd
/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.18/linux-2.6.18.i686
[root@RHEL52 ]# mkinitrd /boot/initrd-2.6.18-paul2008 2.6.18-paul2008

28.5.11. Системный загрузчик

На этом компиляция ядра ОС закончена, но не следует забывать о необходимости создания дополнительного станса для отображения пункта в меню системного загрузчика grub или lilo.

28.6. Компиляция отдельного модуля ядра ОС

28.6.1. Файл исходного кода hello.c

Небольшая программа на языке C послужит основой для нашего модуля ядра ОС.

[root@rhel4a kernel_module]# cat hello.c 
#include <linux/module.h>
#include <section>

int init_module(void)
{
 printk(KERN_INFO "Инициализация модуля Hello World...\n");
 return 0;
}

void cleanup_module(void)
{
 printk(KERN_INFO "Завершение работы модуля Hello World... \n");
}

28.6.2. Файл Makefile

Файл для сборки модуля ядра ОС будет содержать следующие строки.

[root@rhel4a kernel_module]# cat Makefile 
obj-m += hello.o
all:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) modules
clean:
make -C /lib/modules/$(shell uname -r)/build M=$(PWD) clean

Для компиляции модуля необходимы только два описанных файла.

[root@rhel4a kernel_module]# ll
итого 16
-rw-rw-r-- 1 paul paul 250 фев 15 19:14 hello.c
-rw-rw-r-- 1 paul paul 153 фев 15 19:15 Makefile

28.6.3. Команда make

В примере ниже представлен результат исполнения команды make.

[root@rhel4a kernel_module]# make
make -C /lib/modules/2.6.9-paul-2/build M=~/kernel_module modules
make[1]: Entering dir... `/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.9/linux-2.6.9'
CC [M] /home/paul/kernel_module/hello.o
Building modules, stage 2.
MODPOST
CC /home/paul/kernel_module/hello.mod.o
LD [M] /home/paul/kernel_module/hello.ko
make[1]: Leaving dir... `/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.9/linux-2.6.9'
[root@rhel4a kernel_module]#

Теперь у нас больше файлов.

[root@rhel4a kernel_module]# ll
итого 172
-rw-rw-r--  1 paul paul   250 фев 15 19:14 hello.c
-rw-r--r--  1 root root 64475 фев 15 19:15 hello.ko
-rw-r--r--  1 root root   632 фев 15 19:15 hello.mod.c
-rw-r--r--  1 root root 37036 фев 15 19:15 hello.mod.o
-rw-r--r--  1 root root 28396 фев 15 19:15 hello.o
-rw-rw-r--  1 paul paul   153 фев 15 19:15 Makefile
[root@rhel4a kernel_module]#

28.6.4. Файл hello.ko

Следует использовать утилиту modinfo для проверки того, действительно ли файл с расширением .ko является модулем ядра ОС.

[root@rhel4a kernel_module]# modinfo hello.ko 
filename:       hello.ko
vermagic:       2.6.9-paul-2 SMP 686 REGPARM 4KSTACKS gcc-3.4
depends:        
[root@rhel4a kernel_module]#

Отлично, значит мы можем загрузить наш модуль ядра ОС с именем "hello".

[root@rhel4a kernel_module]# lsmod | grep hello
[root@rhel4a kernel_module]# insmod ./hello.ko
[root@rhel4a kernel_module]# lsmod | grep hello
hello                   5504  0 
[root@rhel4a kernel_module]# tail -1 /var/log/messages 
Feb 15 19:16:07 rhel4a kernel: Инициализация модуля Hello World...
[root@rhel4a kernel_module]# rmmod hello
[root@rhel4a kernel_module]#

Наконец мы можем обнаружить небольшой сюрприз в файле журнала /var/log/messages.

[root@rhel4a kernel_module]# tail -2 /var/log/messages 
Feb 15 19:16:07 rhel4a kernel: Инициализация модуля Hello World...
Feb 15 19:16:35 rhel4a kernel: Завершение работы модуля Hello World... 
[root@rhel4a kernel_module]#

Предыдущий раздел: Оглавление Следующий раздел:
Глава 27. Краткая информация о сетевых службах   Глава 29. Работа с разделяемыми библиотеками

Эта статья еще не оценивалась
Вы сможете оценить статью и оставить комментарий, если войдете или зарегистрируетесь.
Только зарегистрированные пользователи могут оценивать и комментировать статьи.

Комментарии отсутствуют