LPIC101/101.1 Hardwareeinstellungen

LPIC101/101.1 - Hardwareeinstellungen ermitteln und konfigurieren

Beschreibung

Hauptsoftwarekomponente ist der Kernel

• Schnittstelle zwischen Soft- und Hardware
• Linux Kernel ist Modular

Identifizieren der Kernel-Version

$ uname -r
5.9.0-1-amd64

• Erste Ziffer: Major Release (wird bei gravierenden Änderungen verändert)
• Zweite Ziffer: Version des Major Release
• Dritte Ziffer: Patch Level (kleine Änderungen)
  • Zahlen danach sind frei wählbar und können beim Erstellen des Kernels selber (Makefile) oder durch die Distributoren festgelegt werden

Kernel-Module

Kommandos zur Verwaltung von Kernel-Modulen

lsmod

Zeigt Status der Kernelmodule durch Zugriff auf Datei /proc/modules

$ cat /proc/modules
usbcore 196608 5 usbhid,usb_storage,xhci_pci,xhci_hcd, Live
r8169 77824 0 - Live 0xffffffffa046f000
psmouse 114688 0 - Live 0xffffffffa0404000
mii 16384 1 r8169, Live 0xffffffffa03ff000
processor 3276
80-Live
0xffffffffa03f1000
thermal 20480 0 - Live 0xffffffffa03eb000
pcspkr 16384 0 - Live 0xffffffffa0320000
soundcore 16384 1 snd, Live 0xffffffffa03c8000
usb_common 16384 1 usbcore, Live 0xffffffffa0309000
fan 16384 0 - Live 0xffffffffa01cb000
lp204800-Live
0xffffffffa0189000
parport 40960 3 parport_pc,ppdev,lp, Live 0xffffffffa0112000
ext4 503808 1 - Live 0xffffffffa032f000
i915 1175552 3 - Live 0xffffffffa01d2000
ahci 36864 3 - Live 0xffffffffa01c1000
cryptd 20480 1 ghash_clmulni_intel, Live 0xffffffffa0047000
drm 286720 4 i915,drm_kms_helper, Live 0xffffffffa0070000
video 36864 1 i915, Live 0xffffffffa0019000

$ lsmod
Module Size Used by
usbcore 196608 5 usb_storage,usbhid,xhci_hcd,xhci_pci
r8169 77824 0
psmouse 114688 0
mii 16384 1 r8169
processor 32768 0
thermal 20480 0
pcspkr 16384 0
soundcore 16384 1 snd
usb_common 16384 1 usbcore
fan 16384 0
lp 20480 0
parport 40960 3 lp,ppdev,parport_pc
ext4 503808 1
i915 1175552 3
ahci 36864 3
cryptd 20480 1 ghash_clmulni_intel
drm 286720 4 i915,drm_kms_helper
video 36864 1 i915

insmod

Module können in den laufenden Kernel geladen werden durch komplette Pfadangabe und eventuell Optionen falls es diese benötigt

• Abhängigkeiten werden automatisch geprüft und im Falle einer Abhängigkeit mit Fehlermeldungen beantwortet
• insmod gibt im Erfolgsfall keine Bestätigungsmeldung aus. Das Modul wird kommentarlos in den Arbeitsspeicher geladen

# insmod /lib/modules/4.6.3/kernel/drivers/usb/storage/usb-storage.ko

rmmod

Dient zum entfernen von nicht mehr benötigten Modulen. Dabei ist kein Pfad nötig sondern der Modulname

# rmmod usb-storage

Gibt bei Modulen die benutzt werden Fehlermeldung aus

# rmmod usbcore
rmmod: ERROR: Module usbcore is in use by: usb_storage usbserial usbhid
xhci_hcd xhci_pci

Optionen

-v verbose-Mode
-f erzwingt das entladen eines Modules wärend Abhängigkeit

modprobe

Vereint und optimiert die Befehle insmod und rmmod

• Keine Pfadangabe mehr nötig
• Erkennt Abhängigkeit zwischen Modulen und behebt diese Probleme durch Installation der fehlenden Module bei Bedarf
• Module eines Typs können auf ein mal geladen werden
• Entfernen und Auflisten von Modulen (Bei Auflistung werden aber nur Module gezeigt die in den laufenden Kernel intrigiert werden können)

# modprobe -at

Die Option -a steht für all und -t für Type des Moduls. Optionen sind bei neueren Versionen nicht mehr möglich

Hardwarekomponenten

Ressourcen für Hardwarekomponenten

Zur Abfrage der Konfigurationen der Hardwareressourcen sind die Dateien unterhalb des Verzeichnisses /proc nötig

*/proc/interrupts enthält Informationen über die vom System verwendeten Interrupts
*/proc/ioports enthält Informationen über die von Hardwarekomponenten verwendeten I/O-Adressen
*/proc/dma ist eine Liste der von Geräten verwendeten DMA-Kanäle
*/proc/pci ist ein veraltetes Verzeichnis, das bei älteren Kernel-Versionen Informationen über den PCI-Bus enthielt. Heutige Kernel-Versionen verwenden eine eigene Verzeichnishierarchie unterhalb von /proc/bus/pci

/proc/sys/kernel

Das Verzeichnis /proc/sys/kernel

Zur Laufzeit legt der Kernel seine Konfigurationsinformationen im /proc-Dateisystem ab.Mit dem Befehl cat können Änderungen vorgenommen werden. Wenn Sie Änderungen an diesen Dateien vornehmen, gehen diese bei einem Neustart des Systems verloren, weil das /proc-Dateisystemsich Informationen abbildet, die sich im Arbeitsspeicher befinden

sysfs

Das virtuelle Dateisystem sysfs

sysfs exportiert, ähnlich wie das /proc-System, Informationen über Treibermodule des Kernels

root@user:/sys# ls -l
insgesamt 0
drwxr-xr-x 2 root root 0 Feb 10 05:55 block
drwxr-xr-x 28 root root 0 Feb 10 05:55 bus
drwxr-xr-x 47 root root 0 Feb 10 05:55 class
drwxr-xr-x 4 root root 0 Feb 10 05:55 dev
drwxr-xr-x 16 root root 0 Feb 10 05:55 devices
drwxr-xr-x 5 root root 0 Feb 10 05:55 firmware
drwxr-xr-x 6 root root 0 Feb 10 05:55 fs
drwxr-xr-x 2 root root 0 Feb 10 05:55 hypervisor
drwxr-xr-x 9 root root 0 Feb 10 05:55 kernel
drwxr-xr-x 128 root root 0 Feb 10 05:55 module
drwxr-xr-x 2 root root 0 Feb 10 15:24 power

Jedes dieser Unterverzeichnisse repräsentiert ein Treibermodell des laufenden Kernels. Das Verzeichnis /sys ist dynamisch generiert und enthält deshalb nur benötgte Informationene zu den vorhandenen Geräten, dabei wird der Ressourcenverbrauch reduziert

hald und dbus

hald repräsentiert den Hardware Abstraction Layer. Im zusammenhang mit Hotplug-Geräten hat er die Aufgabe dem dbus zu informieren wenn ein Wechsellaufwerk angeschlossen wird

udev

• udev ist ein in das System intregierter Gerätemanger der die Ein- und Ausgabe dieser Gerärer verwaltet
• Er erstellt dynamische Gerätedatein im Verzeichnis /dev

Gerätedateien unter /dev

Bekannte Dateien unter /dev sind z. B.  /dev/null /dev/zero /dev/stdin /dev/stdout /dev/stderr

Gerätedateien für die Terminals (tty)

Auch Datenträger und logische Laufwerke werden unter Linux als Gerätedateien unterhalb des Pfades /dev dargestellt

Die Gerätedateien für Datenträger beginnen in der regel mit /dev/sd. Das gilt für SATA, USB und SCSI-Geräte /dev/sda - erstens Gerät /dev/sdb - zweites Gerät

Auf einer Festplatte können nicht mehr als vier Partitionen erstellt werden

• Primäre Partitionen sind Direkt ansprechbar und können problemlos formatiert und benutzt werden
• Es können bis zu vier primär Partitionen gleichzeitig existieren
• Erweiterte Partitionen dienen als Behälter für logische Partitionen
• Man kann nur eine einzige erweiterte Partition auf einer Festplatte anlegen in der nach Festplattentyp 60 (IDE) oder 12 (SCSi/SATA) logische Partitionen erstellt werden können
• Primär und erweiterte Partitionen werden von 1-4 gelistet und logische ab 5 auch wenn nur eine erweiterte und eine primäre vorliegen

/dev/sda1 – erste primäre Partition
/dev/sda2 – zweite primäre Partition
/dev/sda3 – erweiterte Partition
/dev/sda5 – erste logische Partition
/dev/sda6 – zweite logische Partition
/dev/sda7 – dritte logische Partition

Der PCI-Bus

• PCI-Steckplätze können genutzt werden, um Erweiterungskarten auf die Hauptplatine eines Computers zu stecken (Sound-, Netzwerk-und Grafikkarten usw.)
• Zum Überblick über den PCI-Bus benutzt man das Kommando lspci
• Das Kommando unterscheidet drei verbose Stufen
  • lspci -vvvgibt sehr detaillierte Informationen

1. lspci -v

00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation Atom Processor Z36xxx/ Z37xxx Series Graphics & Display (rev 0e) (prog-if 00 [VGA controller]) Subsystem: Lenovo Device 368d Flags: bus master, fast devsel, latency 0, IRQ 88 Memory at b0000000 (32-bit, non-prefetchable) [size=4M] Memory at a0000000 (32-bit, prefetchable) [size=256M] I/O ports at f080 [size=8] [virtual] Expansion ROM at 000c0000 [disabled] [size=128K] Capabilities: [d0] Power Management version 2 Capabilities: [90] MSI: Enable+ Count=1/1 Maskable- 64bit- Capabilities: [b0] Vendor Specific Information: Len=07 <?> Kernel driver in use: i915

• lspci bezieht seine Informationen aus dem Verzeichnis /proc/bus/pci
• Es wertet die Dateien aus und stellt sie übersichtlich dar
• Mit -t stellt es die PCI-Geräte in einem Baumdiagramm dar

USB – Universal Serial Bus

USB (Universal Serial Bus) ist ein Bus-System zum Anschluss von Peripheriegeräten

USB-Host-Controller-Typen

• UHCI (Universal Host Controller Interface) unterstützt USB 1.1
• OHCI (Open Host Controller Interface) unterstützt USB 1.0
• EHCI (Enhanced Host Controller Interface) unterstützt USB 2.0
• xHCI (Extensible Host Controller Interface) unterstützt USB 3.1

Linux muss zu den jeweiligen Typen das Passende Kernel Modul geladen werden

• usb-ohci.o
• usb-uhci.o
• usb-ehci.o
• xhci_hci.o

USB-Klassen

Nach dem Laden des richtigen Host-Controllers können die Klassentreiber eingebunden werden

• hio.o (Human Interface Devices) Eingabegeräte: Tastatur, Maus etc
• usb-sorage.o zur Ansteuerung von USB-Massenspeicher Geräten

Wenn ein USB-Gerät initialisiert wurde, wird unterhalb von /dev/bus/usb ein Verzeichnis angelegt

Die Dateien in diesem System liegen in binärer Form vor und sind nicht mit einem Editor einsehbar

Mit lsusb können informationen zu USB-Geräten trotzdem ausgelesen werden

# lsusb -t
Bus# 5
`-Dev# 1 Vendor 0x0000 Product 0x0000
`-Dev# 29 Vendor 0x1058 Product 0x0702
Bus# 4
`-Dev# 1 Vendor 0x0000 Product 0x0000
Bus# 3
`-Dev# 1 Vendor 0x0000 Product 0x0000
Bus# 2
`-Dev# 1 Vendor 0x0000 Product 0x0000
`-Dev# 52 Vendor 0x050f Product 0x0003
|-Dev# 53 Vendor 0x1131 Product 0x1001
`-Dev# 54 Vendor 0x04e8 Product 0x1623
Bus# 1
`-Dev# 1 Vendor 0x0000 Product 0x0000

Möchten Sie genauere Informationen über ein einzelnes Gerät erhalten, können Sie dieses über die Vendor- und Produktnummer angeben und einen ausführlichen Bericht erstellen lassen

# lsusb -d 0x1058:0x0702 -v
Bus 005 Device 029: ID 1058:0702 Western Digital Technologies, Inc
Device Descriptor:
bLength 18
bDescriptorType 1
bcdUSB 2.00
bDeviceClass 0 (Defined at Interface level)
bDeviceSubClass 0
bDeviceProtocol 0
bMaxPacketSize0 64

Anhang

Siehe auch

• LPIC101/101.1 Hardwareeinstellungen
• LPIC101/101.1 Hardwareeinstellungen ermitteln und konfigurieren
• LPIC101/101.2 Das System starten
• LPIC101/101.3
• LPIC101/101.3 Runlevel wechseln und das System anhalten oder neu starten

Kontrollfragen

Welche Kernel-Architektur wird meist in Linux-Systemen verwendet?

Ein Monotitischer-kernel. Er ist ein Kernel, in dem nicht nur Funktionen zu Speicher-, Prozessverwaltung und zur Kommunikation zwischen den Prozessen, sondern auch Treiber für die Hardwarekomponenten und möglicherweise weitere Funktionen direkt eingebaut sind.

Was bedeutet die erste Ziffer der Kernelversion?

Major Release (wird bei gravierenden Änderungen verändert)