LPIC101/101.1 Hardwareeinstellungen
Allgemeines
- Hauptsoftwarekomponente ist der Kernel
- fungiert als schnittstelle zwichen soft- und Hardware
- Linux Kernel ist Modular
- Ein monolithischer Kernel 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.
Identifizieren von Kernel-Versionen
user@user:~$ uname -r
- erste Ziffer = Major Release (wird bei gravierenden änderungen verändert)
- zweite Ziffer = Version des Major Release
- ((Früher) Grade Versionsnummern Stabel-Kernel Ungrade Entwickler-Kernel)
- dritte Ziffer = Patchlevel des Kernel (kleine Änderungen)
- (evtl. zahlen danach sind frei wehlbar und können selber zugeschrieben werden(Makefile))
Kommandos zur Verwaltung von Kernel-Modulen
Ismod
Zeigt Status der Kernelmodule durch Zugriff auf Datei /proc/modules .
Auszug der Datei
user@user:~> 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
Ausgabe unter lsmod:
user@user:~> 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 evntuell Optionen falst es diese benötigt. Abhängigkeiten werden automatisch geprüft und im Falle einer Abhängigkeit mit Fehlermeldungen beantwortet.
root@user:~# insmod /lib/modules/4.6.3/kernel/drivers/usb/storage/usb-storage.ko
insmod gibt im Erfolgsfall keine Bestätigungsmeldung aus. Das Modul wird kommentarlos in den Arbeitsspeicher geladen.
rmmod
Dient zum entfernen von nicht mehr benötigten Modulen. Dabei ist kein Pfad nötig sondern der Modulname
root@user:~# rmmod usb-storage
Gibt bei Modulen die benutzt werden Fehlermeldung aus
root@user:~# rmmod usbcore
rmmod: ERROR: Module usbcore is in use by: usb_storage usbserial usbhid
xhci_hcd xhci_pci
Optionen für rmmod:
-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 zwichen 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 intregiert werden können)
root@user:~ # modprobe -at
Die Option -a steht für all und -t für Type des Moduls. Optionen sind bei neueren Versionen nicht mehr möglich
Ressourcen für Hardwarekomponenten
Zur abfrage der Konfigurationen der Hardwareressourcen sind die Dateien unterhalb des Verzeichnisses /proc nötig
Im zusammenhang wichtige Date zum prüfen:
- /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.
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.
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.
Gerätedatein unter /dev
Bekante datein unter /dev sind z.B. /dev/null, /dev/zero, /dev/stdin,/dev/stdout, /dev/stderr und Gerätedateien für die Terminals (tty). Auch Datenträger und logische Laufwerke werden unter Linux als Gerätedateien unterhalb des Pfades /dev dargestellt.
Die Gerätedatein 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 grund des Master Boot Record aufbaus kann auf einer Festplatte nicht mehr als vier Partitionen erstellt werden. Unterschieden wird von primären und erweiterten Partitionen. Primäre Partitionen sind Direkt ansprechbar und können problemlos Formatiert und benutzt werden. Es können bis zu vier primär Partitionen gleichzeitig exiszieren. Erweiterte Partitionen können nicht direkt verwendet werden sie sind nur als Behälter für logische Partitionen gedacht. Man kann nur eine einzige erweiterte Partition auf einer Festplatte anlegen in der je 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 – einzige 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 in drei verbose Stufen. lspci -vvvgibt sehr Detaillierte Informationen über den PCI-Bus
root@user:/ # 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
Das Programm lspci bezieht seine Informationen aus dem Verzeichnis /proc/bus/pci . Es wertet die Datein aus und stellt sie übersichtlich dar. Mit t- stellt lspci die PCI-Geräte in einem Baumdiagram dar.
USB – Universal Serial Bus
USB (Universal Serial Bus) ist ein von Intel entwickeltes Bus-System zum Anschluss von Peripheriegeräten an einen PC.
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
Unter Windows brauch man sich keine gedanken zu machen. Linux muss zu den jewailigen Typen das Passende Kernelmodul geladen werden. Das wären die sogenannten Host-Controller-Treiber usb-ohci.o, usb-uhci.o, usb-ehci.o oder xhci_hci.o.
USB-Klassen
Nach laden des richtigen Host-Controllers können die Klassenteriber 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.
root@user:/ # 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.
root@user:/ # 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
...