img

Работа с железом в Linux

С чего начинается Linux? LPI (Linux Professional Institute) считает, что изучение необходимо начинать с темы “Обнаружение и настройка комплектующих”. Это работа с “железом”, работа с комплектующими, вся аппаратная часть, то что мы видим и настраиваем. На сайте LPI (www.lpi.org) мы можем найти, что должен знать обучающийся Linux.

  1. Включение и отключение встроенного “железа”
  2. Настройка системы с помощью или без помощи внешних устройств.
  3. Разница между устройствами хранения информации
  4. Разница между устройствами, поддерживающими “Горячую замену”
  5. Выделение аппаратных ресурсов для устройств
  6. Инструменты и утилиты для просмотра списка оборудования
  7. Инструменты и утилиты для работы с USB
  8. Разбор понятий sysfs, udev, dbus.

Далее возьмем для простоты Ubuntu 20.04.

Директория /sys – тут содержится вся информация о подключенных устройствах. В данную директорию монтируется файловая система sysfs. Sysfs — виртуальная файловая система в операционной системе Linux. Экспортирует в пространство пользователя информацию ядра Linux о присутствующих в системе устройствах и драйверах. В данной директории есть определенных набор основных папок:

  • devices/ - все устройства ядра
  • bus/ - перечень шин зарегистрированных в ядре. Шина - это общий путь, по которому информация передается от одного компонента к другому
  • drivers/ - каталог драйверов
  • block/ - каталог блочных устройств. В данном случае под устройством понимается совокупность физического устройства и драйвера. То есть, если при подключении USB-драйва некоторое новое устройство в /sys/devices/ появится всегда (можно говорить о наличии физического устройства), то появление каталога /sys/block/sda зависит ещё и от наличия в памяти необходимых драйверов (usb-storage, sd_mod и т.д. - включая все драйвера, необходимые для поддержки usb)
  • class/ - группировка устройств по классам
sys

Навигацию по папкам осуществляем с помощью команды cd. Учитывая вложенность папок переход на уровень вверх, т.е в родительскую папку используем cd .., где двоеточие обозначает родительский каталог. А также переход в любую папку, например, cd /sys/bus. Чтобы посмотреть все что находится в каталоге используем команду ls

Следующий момент, если мы зайдем в папку с устройствами, то мы можем увидеть, как ОС наша видит устройства.

block

Не очень удобно. Чтобы удобнее было работать с устройствами, используется udev. Это менеджер устройств, который позволяет ОС предоставлять устройства в удобно используемом виде, чтобы было понятно нам.

Далее папка /proc - она находится в корне нашей ОС и содержит информацию о всех запущенных процессах. Она создается в оперативной памяти при загрузке ПК. Количество файлов зависит от конфигурации данной системы. Для работы с файлами необходимы права суперпользователя.

Внесенные изменения сохраняются только до конца сеанса. Cеанс - это каждая терминальная оболочка, запущенная процессами пользователя

В данную папку монтируется виртуальная система procfs. В ней находится информация о состоянии ядра и вообще операционной системе в целом. Термин виртуальная система - это некая абстракция, которая позволяет философии Linux говорить, что “все является файлом”, а вообще если рассматривать понятие файловая система - это иерархическое хранилище данных, которые собраны в соответствии с определенной структурой.

Вот так выглядит данная папка.

proc

Мы можем посмотреть всю информацию, которая нам известна о процессоре. Данная информация содержится в файле cpuinfo. Для вывода информации содержащейся в файле используем команду cat [имя_файла]. Результат работы команды cat cpuinfo ниже.

cat cpuinfo

Есть еще интересный файл mounts. Он показывает все смонтированные файловые системы.

Результат вывода будет примерно такой.

mounts

Можно увидеть, когда мы просматриваем содержимое каталога командой ls, то файлы подсвечиваются белым цветом, а каталоги синим.

Переходим немного глубже по дереву каталогов файловой системы cd /prox/sys в данной папке все о настройках и процессах, происходящих с нашей текущей файловой системой. В данной директории есть несколько подпапок.

ls

И зайдем в подпапку, относящуюся к файловой системе fs.

fs

Посмотрим например file-max в данном файле информация о том сколько файлов одновременно может открыть пользователь.

cat file-max

В последней версии число таких фалов увеличилось. До версии 20.04, число файлов было по умолчанию 204394. Можно изменить число или данные, например, с помощью команды echo 10000000000 > file-max

file-max

Все изменения, которые мы делаем в данной директории они сохраняются только до перезагрузки. Это надо учитывать.

Еще одна основная папка в корневой директории папка /dev – она в себе содержит интерфейсы работы с драйверами ядра.

  • /dev/sd [буква] - жесткий диск (в системах на ядре Linux)
  • /dev/sd [буква][номер] – раздел диска
  • /dev/sr [номер] (/dev/scd [номер]) – CD-ROM
  • /dev/eth [номер] – cетевой интерфейс Ethernet
  • /dev/wlan [номер] – cетевой интерфейс Wireless
  • /dev/lp [номер] – принтер
  • /dev/video [номер] - устройство изображений, камеры, фотоаппараты
  • /dev/bus/usb/001/[номер] – устройство номер на шине USB
  • /dev/dsp – звуковой вывод

Набор оборудования, команды вывода перечня устройств.

  • Lsmod – информация о модуле ядра
  • Lspci - информация об устройствах PCI
  • Lspcmcia - информация об устройствах PCMCIA
  • Lsusb - информация о шине USB
  • Lshw – детальная информация о комплектующих.

Команда Lsmod – утилита которая показывает нам модули ядра. Модуль ядра — это объект, который содержит код позволяющий расширить функционал ядра. Вот так выглядит ее вывод.

Lsmod

По сути, если проводить аналогию с ОС Windows это драйвера.

Вывод команды lshw

lshw

Данная команда сканирует все устройства и выводит подробную информацию по ним и достаточно детально.

Утилиты для работы с модулем ядра или утилиты управления модулями ядра.

  • Lsmod – информация о модулях ядра
  • Modinfo - информация о конкретном модуле
  • Rmmod - удаление модуля ядра
  • Insmod – установка модуля ядра
  • Modprobe – деликатное удаление или добавление модуля ядра

Фактически эти команды используются для добавления и удаления “драйверов” устройств в Linux системе. В большинстве случаев ОС самостоятельно подключит устройство, но бывает такое, что устройство не стандартное и требуется добавить модель, для того чтобы ядро ОС, корректно работало с данным устройством.

Rmmod и insmod - команды грубые и не умеют работать с зависимостями, поэтому необходимо использовать Modprobe с различными ключами.

Взаимодействие с CPU, основные понятия:

  • IRQ - механизм прерываний
  • IO адреса – обмен информацией между устройствами и CPU
  • DMA – обращение к ОЗУ минуя CPU

Выделение ресурсов. IRQ - механизм прерываний это система которая сообщает центральному процессору о наступлении какого либо события, на которое процессор должен отреагировать. Есть определенные адреса прерываний, их можно увидеть в биосе ПК. Есть стандартные номера прерываний. Ранее была необходимость при конфликте устройств назначать в ручном режиме данные прерывания, в настоящее время с появлением технологии Plug and Play, данная потребность исчезла.

IO адреса – это область памяти в которой процессор считывает информацию об устройствах и туда же ее записывает. Это выделенный диапазон. Вообще она бывает в памяти и адресация по портам.

DMA - технология появилась относительно недавно и позволяет устройствам обращаться к памяти минуя процессор. Существенно повышает быстродействие.

Все технологии настраиваются автоматически.

Устройства хранения:

  • PATA – параллельный интерфейс
  • SATA - последовательный интерфейс
  • SCSI - стандарт передачи данных
  • SAS – замена SCSI

Современные SATA, SAS нужно понимать есть устройства поддерживающие горячую замену и устройства не поддерживающие горячую замену.

Устройства, которые можно выдернуть из ПК, безболезненно, и это не обрушит систему, причем ОС не подвиснет, не перезагрузится, это устройства поддерживающие горячую замену, например, USB.

Устройство, которое не поддерживает горячую замену, например, оперативная память. Если мы ее выдернем из материнской платы, ОС однозначно обрушится.

Команда blkid показывает какие устройства у нас смонтированы.

blkid

Нужно отметить, что у каждого устройства есть уникальный UUID (универсальный уникальный идентификатор), что udev умеет читать UUID, и он монтирует в понятном виде нам.

Ссылка
скопирована
Системное администрирование
Скидка 10%
Администратор Linux
Стань Linux администратором и сделай весомый шаг в сторону карьеры в DevOps. Самые важные знания от сертифицированного и практикующего тренера с 20 летним стажем
Получи бесплатный
вводный урок!
Пожалуйста, укажите корректный e-mail
отправили вводный урок на твой e-mail!
Получи все материалы в telegram и ускорь обучение!
img
Еще по теме:
img
  Всплески трафика могут стать как проблемой для вашей инфраструктуры хостинга, так и потрясающей возможностью для развития.  На
img
Подробное руководство, предназначенное для понимания и оптимизации различных типов соединений в SQL, которое повысит вашу произв
img
  Введение Цель резервного копирования и репликации – предотвратить критическую потерю данных в результате непредвиденных событи
img
  Вы можете более эффективно запускать и компилировать свои программы с помощью этого удобного средства автоматизации. Есл
img
Дотфайлы (dotfiles) – это немаловажные файлы, которые могут сыграть ключевую роль в вашей карьере разработчика программного обес
img
Linux Jargon Buster: что такое менеджер пакетов в Linux? Как это работает? То, что позволяет отличать дистрибутивы Linux друг от
Комментарии
ЛЕТНИЕ СКИДКИ
40%
50%
60%
До конца акции: 30 дней 24 : 59 : 59