Rozdíly

Zde můžete vidět rozdíly mezi vybranou verzí a aktuální verzí dané stránky.

--- navody:f8:jadro [2008/04/22 21:06] – vytvořeno covex
+++ navody:f8:jadro [2022/11/14 11:26] (aktuální) – upraveno mimo DokuWiki 127.0.0.1
@@ Řádek 1: / Řádek 1: @@
+[[obsah|Hlavní stránka]]
+===== Jádro =====
+{{:navody:48x48:categories:applications-system.png }}První linuxové jádro spatřilo světlo světa v roce 1991. Mezitím uplynulo šestnáct let - jádro dospělo do verze 2.6 a skládá se z více než 4.5 miliónů řádků (je napsáno převážně v jazyce //C// a část pak v assembleru). Ačkoliv se dnes pod pojmem //Linux// rozumí některá z distribucí, správně bychom tímto pojmem měli označovat právě jádro, které je základním kamenem každé distribuce.\\
+Jádro zajišťuje komunikaci mezi aplikacemi a hardwarem. Aplikace komunikují s hardwarem nepřímo přes tzv. soubory zařízení, do / ze kterých zapisují / načítají data. Komunikaci mezi soubory zařízení a hardwarem pak obstarávají tzv. ovladače zařízení.\\
+Ačkoliv defaultní nastavení jádra je pro většinu uživatelů naprosto dostačující, je možné jádro upravit podle Vašich představ. To je možné provést jednak překompilováním jádra, jednak editací souborů v adresáři ''/proc''. Druhá možnost tak představuje jakási zadní vrátka do systému((Po restartu počítače však bude obnoveno původní nastavení. Trvalé změny je nutné zapsat do souboru ''/etc/sysctl.cong'' popř. nastavit pomocí příkazu ''/sbin/sysctl''.)). Úpravy jádra vyžadují poměrně hluboké znalosti týkající se nejen samotného //Linux//u ale také hardwaru.
+====Značení jádra====
+Aktuální verze stabilního jádra v době psaní tohoto článku (září 2007) byla 2.6.23.1. Každá z částí číselného označení jádra má svůj význam.\\
+Číslo 2 je tzv. hlavní verze jádra a mění opravdu vyjímečně - jádro 2.0 bylo vydáno v roce 1996.\\
+Číslo 6 označuje tzv. vedlejší verzi jádra a mění se jednou za několik roků. Souběžně existují vždy tzv. stabilní jádro, které má sudé číslo verze (aktuálně 2.6), a tzv. vývojové jádro, které má číslo liché (aktuálně 2.7). Stabilní jádro je určeno běžným uživatelům a těm, pro které je spolehlivost jádra rozhodující. V rámci vývojového jádra je pak testována implementace nových vlastností jádra. Jsou-li na vývojovém jádře odstraněny všechny nedostatky, je prohlášeno za stabilní a čísla obou verzí se zvýší o jedna.\\
+Číslo 23.1 označuje tzv. patch level. Pomocí patche, které jsou vydávány v řádu měsíců, lze provádět opravy / úpravy stávajícího jádra včetně přidání nových ovladačů. Aplikací patche tak lze provést aktualizaci jádra.\\
+Jestliže na Vašem systému zadáte příkaz ''uname -r'' získáte výstup ve tvaru ''2.6.23.1-49.fc8''. "Číslíček" je tedy poněkud více. Vedle patch levelu, vedlejší a hlavní verze jádra figuruje ve výpisu také číslo 49. To značí verzi patch levelu pro potřeby projektu //Fedora//. Označení ''fc8'' pak znamená, že se jedná o jádro určené pro //Fedoru 8//.\\
+==== Přidání ovladače ====
+  * Přečtěte si kapitolu [[obecne_poznamky|Obecné poznámky]].
+Jak již bylo zmíněno výše, ovladač zařízení zajišťuje komunikaci systému s konkrétním hardwarem. Jádro samotné obsahuje některé ovladače (např. ovladače pro systémy souborů), nicméně převažuje snaha vytvořit nad jádrem vrstvu s ovladači. Ovladač tak není integrální součástí jádra, ale má podobu modulu, který je v případě potřeby jádrem načten. To s sebou přináší několik výhod. První je, že ovladač musí být naprogramován "čistěji" než kdyby byl "zabastlen" přímo do jádra. Další výhodou je, že nové ovladače lze jednoduše do jádra připojit a není třeba znovu kompilovat jádro. Třetí výhodou je úspora operační paměti. Kdyby všechny ovladače musely být přímou součástí jádra, bylo by toto jádro při současném množství hardwaru neúměrně velké a zabíralo by zbytečně příliš mnoho operační paměti.
+=== Soubor zařízení ===
+Každý hardware má svůj tzv. soubor zařízení. Přes tento soubor pak probíhá komunikace mezi aplikacemi a příslušným hardwarem. Soubory zařízení jsou umístěny v adresáři ''/dev'' (s vyjímkou síťových zařízení). Každý soubor zařízení má tzv. hlavní a vedlejší číslo. Hlavní číslo definuje, jaký konkrétní ovladač má být pro daný hardware použit((Může dokonce platit, že jedno zařízení může mít několik souborů zařízení a tak používat několik různých ovladačů. Jako příklad lze uvést kazetopáskovou jednotku, kdy různé ovladače mohou definovat různou hustotu zápisu. Výběrem souboru zařízení tak vyberete také ovladač, který má zajišťovat komunikaci s daným hardwarem.)). Vedlejší číslo, nazývané také číslo jednotky, je jakýmsi pořadovým číslem zařízení.\\
+Existují dva typy souborů zařízení - blokové a znakové. Blokové umožňují čtení / zápis po tzv. blocích (skupina bajtů; obvykle násobek 512); znakové pak po bajtu. Typickým příkladem blokového zařízení je pevný disk; příkladem znakového zařízení pak klávesnice. To, zda-li je jedná o blokové nebo znakové zařízení, lze poznat podle prvního znaku rozšířeného výstupu příkazu ''ls''.
+  ls -l /dev/sda
+  brw-r----- 1 root disk 3, 0 říj  9 18:28 /dev/sda
+Písmeno ''b'' značí, že disk ''sda'' je blokovým zařízením. Znakové soubory zařízení jsou pak označeny písmenem ''c''.
+=== Ovladač zařízení ===
+Samotný ovladač je možné do jádra přidat následujícími způsoby:
+  * tzv. "patchováním" jádra
+  * zavedením modulu ovladače
+V této kapitole se budeme zabývat zavedením modulu ovladače do jádra. O přidání nových ovladačů do jádra pomocí tzv. patchů se můžete dočíst v samostatné [[jadro#Patchování jádra| kapitole]].\\
+Nejvýhodnějším způsobem přidání ovladače do jádra je jeho zavedení ve formě tzv. modulu. Moduly distribuované společně s jádrem jsou uloženy v adresáři ''/lib/modules/cislo_verze_jadra''((Aktuální verzi jádra lze zjistit pomocí ''uname -r''.)). Příslušný ovladač lze velice snadno zavést pomocí
+  /sbin/insmod /lib/modules/verze_jadra/kernel/drivers/typ_zarizeni/ovladac.ko
+Jestliže jste při použití příkazu ''insmod'' získali chybové hlášení ''symbols missing'', došlo k porušení závislostí zaváděných ovladačů. O potřebné závislosti se při zavádění modulů postará příkaz ''modprobe''.
+  /sbin/modprobe ovladac
+Nejprve je však třeba vytvořit soubor, který obsahuje informace o vzájemných závislostech mezi jednotlivými moduly. Toho lze dosáhnout pomocí příkazu
+  /sbin/modprobe -c
+který vytvoří soubor ''/etc/modprobe.conf''. Ten obsahuje závislosti všech aktuálně používáných modulů. Druhou možností je použít příkaz ''depmod''.
+  /sbin/depmod -a
+Ten vygeneruje soubor ''/etc/modules.dep'' obsahující všechny závislosti mezi moduly v adresáři ''/lib/modules/verze_jadra''.\\
+Odstranění ovladače z jádra lze provést pomocí
+  /sbin/rmmod ovladac
+nebo restartem počítače. Pro permanentní zavedení modulů je třeba zapsat příslušný příkaz pro natažení ovladače do souborů typu ''rc'' - např. na konec souboru ''/etc/bashrc''.\\
+Výpis všech aktuálně natažených modulů získáte pomocí
+  /sbin/lsmod
+**Poznámka:** Některé moduly mohou vyžadovat zadání parametrů (např. obsluhu přerušení //IRQ//). Více informací by mělo být součástí návodu k použití příslušného ovladače.
+====Patchování jádra====
+  * Přečtěte si kapitolu [[obecne_poznamky|Obecné poznámky]].
+**Poznámka:** Níže popsaný postup je aplikovatelný na tzv. vanila jádro. //Fedora// však používá jádro modifikované - proto by aplikace patchů níže popsaným způsobem pravděpodobně měla za následek nefunkčnost systému. Jednodušší (a v drtivé většině případů naprosto dostačující) je provést aktualizaci jádra pomocí příkazu ''yum -y update kernel''((Příkaz musí být spouštěn z účtu superuživatele.)). Nic Vám však nebrání si stáhnout stáhnout vanila jádro z [[http://www.kernel.org]], na něj aplikovat patche a následně jádro přeložit (viz. dále).\\
+Patch je aktualizací jádra, která může mimojiné obsahovat také nové ovladače. Instalaci patche lze provést pomocí příkazu
+  gunzip -c cesta_k_patch_souboru/patch_cislo.gz | patch -p1
+spuštěného z adresáře obsahujícího zdrojové kódy jádra (standardně se jedná o adresář ''/usr/src/kernels/cislo_verze_kernelu'').\\
+Samotné jádro, ovladače i jednotlivé patche naleznete na stránkách [[http://www.kernel.org]]. Jestliže máte např. jádro 2.6.14((Verzi aktuálního jádra zjistíte pomocí ''uname -r''.)) a chtěli byste provést jeho aktualizaci na verzi 2.6.17, musíte stáhnout patche 2.6.15, 2.6.16 a 2.6.17 a tyto pak postupně nainstalovat. Jestliže nebude pořadí instalace patchů dodrženo nebo bude některý patch aplikován vícekrát, skončí tato operace nezdarem.
+  gunzip -c cesta_k_patch_souboru/patch-2.6.15.gz | patch -p1
+  gunzip -c cesta_k_patch_souboru/patch-2.6.16.gz | patch -p1
+  gunzip -c cesta_k_patch_souboru/patch-2.6.17.gz | patch -p1
+==== Překlad jádra ====
+  * Přečtěte si kapitolu [[obecne_poznamky|Obecné poznámky]].
+Samotný překlad jádra vyžaduje poměrně hluboké znalosti nejen z oblasti //Linux//u ale také hardwaru. Jestliže Vám pojmy jako //TCP/IP//, //PCI// nebo //x86// nic neříkají nebo nevíte, jaký má Váš počítač //CPU// a zvukový čip, překlad jádra se Vám nejspíše napoprvé nepodaří. Nicméně následující postup je relativně bezpečný a není jím co zkazit. Úspěšné zkompilování jádra je tedy otázkou Vaší trpělivosti a času, který máte k dispozici.
+\\
+Pokud chcete provádět překlad jádra, musíte mít k dispozici zdrojové kódy jádra a nástroje potřebné pro samotný překlad((Vedle pojmu "překlad" se také v této souvislosti můžete setkat s pojmem "kompilace" - jedná se ekvivalenty.)).
+\\
+=== Nástroje pro překlad jádra ===
+Nástroje potřebné pro překlad jádra jsou obsaženy v balíčku vývojových nástrojů. Tento balíček nainstalujete pomocí
+  yum -y groupinstall "Development Tools"
+=== Knihovny pro překlad jádra ===
+Pro překlad jádra a dalších programů ze zdrojových kódů budete potřebova i knihovny různých součástí systému. Ty nainstalujete příkazem
+  yum -y groupinstall "Development Libraries"
+=== Zdrojové kódy jádra ===
+== Jádro ze src.rpm ==
+**Poznámka:** Níže uvedený postup byl převzat z [[http://www.mjmwired.net/resources/mjm-fedora-f8.html#kernelsrc |www.mjmwired.net]]. Podrobný postup naleznete na stránkách [[http://fedoraproject.org/wiki/Docs/CustomKernel|http://fedoraproject.org]].\\
+Pro překlad jádra můžete použít **zdrojové kódy připravené v rámci projektu //Fedora//**. Toto jádro je modifikované pro potřeby //Fedory// a obsahuje některé úpravy oproti tzv. vanila jádru.\\
+Nejprve nainstalujte balíček ''rpm-build''. Tento balíček obsahuje skripty a programy, které se používají pro tvorbu balíčků.
+  yum -y install rpm-build
+Proveďte aktualizaci jádra Vašeho systému.
+  yum -y update kernel
+Restartujte počítač, abyste "natáhli" nové jádro. Po té vytvořte adresář ''/opt/kernel'' a nastavte ho jako pracovní.
+  mkdir /opt/kernel
+  cd /opt/kernel
+Do adresáře ''/opt/kernel'' stáhněte soubor ''kernel-verze_jadra.src.rpm'', který obsahuje zdrojové kódy.
+  yum install yum-utils
+  yumdownloader --source kernel --enablerepo updates-source
+Tento soubor nainstalujete pomocí
+  rpm -ivh kernel-verze_jadra.src.rpm
+Dále je třeba připravit zdrojové kódy jádra.
+  rpmbuild -bp --target=$(uname -m) /usr/src/redhat/SPECS/kernel.spec
+Výsledek bude uložen v adresáři ''/usr/src/redhat/BUILD/kernel-2.6.23/''((Jméno adresáře se může mírně lišit v závislosti na aktuální verzi jádra.)). Tento adresář obsahuje podadresáře ''linux-2.6.23-ARCH''((//ARCH// představuje architerturu Vašeho počítače (tj. nejčastěji ''i686''). Typ architektury lze zjistit pomocí příkazu ''uname -m''.)) a ''vanilla''. První z adresářů obsahuje vanilla jádro s aplikovanými patchi z projektu //Fedora//. Druhý adresář obsahuje pouze vanilla jádro.
+== Jádro z www.kernel.org (tzv. vanila jádro) ==
+Druhou možností je stáhnout **zdrojové kódy vanila jádra** ve formě  '.gz' popř. '.bz2' souborů přímo na stránkách [[http://www.kernel.org]]. Tyto komprimované soubory mají velikost 40 - 50 //MB// v závislosti na použitém komprimačním formátu a verzi jádra.\\
+Stáhněte příslušný soubor se zdrojovými kódy ze stránek [[http://www.kernel.org]].
+Přesuňte se do adresáře ''/usr/src/kernels''.
+  cd /usr/src/kernels
+Nakopírujte do tohoto adresáře soubor se zdrojovými kódy vanila jádra pomocí příkazu
+  mv cesta_k_souboru_se_zdrojovými_kody/verze_jadra.tar.gz /usr/src/kernels/verze_jadra.tar.gz
+popř.
+  mv cesta_k_souboru_se_zdrojovými_kody/verze_jadra.tar.bz2 /usr/src/kernels/verze_jadra.tar.bz2
+v závislosti na typu komprimovaného souboru. Soubor pak rozbalte pomocí příkazů
+  gunzip verze_jadra.tar.gz
+popř.
+  bunzip2 verze_jadra.tar.bz2
+Původní soubor se zdrojovými kódy vanila jádra pak můžete smazat pomocí příkazu
+  rm -f verze_jadra.tar.*
+**Poznámka:** Pokud budete chtít použít patche, aplikujte je pouze na vanila jádro. Jestliže používáte jádro upravené pro potřeby //Fedory//((Jedná se o jádra obsažená v distribuci nebo o jádra stažená z repozitářů.)), mohla by aplikace patchů vést k problémům. Obecně platí, že je jednodušší stáhnout nejakutálnější verzi jádra, která již obsahuje případné patche.\\
+== Překlad jádra ==
+Nyní následuje samotný překlad jádra. Přesuňte se do adresáře ''/usr/src/kernels/verze_jadra'', který obsahuje zdrojové kódy jádra.
+  cd /usr/src/kernels/verze_jadra
+Překlad spustíte pomocí příkazu
+  make config
+  *
+  * Linux Kernel Configuration
+  *
+  *
+  * Code maturity level options
+  *
+  Prompt for development and/or incomplete code/drivers (EXPERIMENTAL) [Y/n/?]
+Na jednotlivé otázky odpovídáte ''Y'' (ano), ''n'' (ne). Jestliže si odpovědí nejste jisti, zadejte ''?'' a u většiny položek se Vám zobrazí podrobnější popis. V řadě případů Vám bude nabídnuta ještě další možnost - ''m''. Pomocí této volby nebude odpovídající část kódu zapracována přímo do jádra, ale bude přeložena ve formě modulu.\\
+Nastavení jádra pomocí ''config'' je téměř nadlidský úkol - k jednotlivým otázkám se není možné vracet a každá chyba tak znamená, že je třeba celé martýrium opakovat od začátku. Navíc není možné odpovědět pouze na část otázek, odpovědi uložit a pokračovat později. Z tohoto důvodu je vhodnější použít grafické nádstavby ''menuconfig'' nebo ''gconfig''.
+Výše zmiňovanou volbu ''menuconfig'' je možné použít i textovém režimu. Je třeba pouze nainstalovat knihovnu //ncurses-devel// pomocí příkazu ''yum -y install ncurses-devel''. Rozhraní pro konfiguraci jádra se pak spouští z adresáře ''/usr/src/kernels/verze_jadra'' pomocí
+  make menuconfig
+{{ navody:f8menu_config.png | menuconfig }}
+Chcete-li namísto ''menuconfig'' používat ''gconfig'', je třeba nainstalovat balík //Gnome Software Development// pomocí ''yum -y groupinstall "Gnome Software Development"''. Rozhraní pro konfiguraci jádra se pak opět spouští z adresáře ''/usr/src/kernels/verze_jadra'' tentokrát však pomocí
+  make gconfig
+{{ navody: f8gconfig.png | gconfig }}
+Pro konfiguraci jádra je třeba postupně procházet jednotlivé položky a u každé vybrat tu možnost, která nejlépe odpovídá Vašim požadavkům. Po té je třeba konfiguraci uložit a je možné přistoupit k samotnému překladu. Do příkazové řádky zadejte postupně následující příkazy
+  make dep
+  make clean
+  make bzImage
+  make modules
+  make modules_install
+Zpracování těchto příkazů může trvat několik desítek minut až hodin v závislosti na konfiguraci Vašeho počítače.\\
+Zkopírujte soubor ''/usr/src/kernels/verze_jadra/arch/i386/boot/bzImage'' do souboru ''/boot/vmlinuz'' a soubor ''/usr/src/kernels/verze_jadra/arch/i386/boot/System.map'' do souboru ''/boot/System.map''.
+  cp /usr/src/kernels/verze_jadra/arch/i386/boot/bzImage boot/vmlinuz
+  cp /usr/src/kernels/verze_jadra/arch/i386/boot/System.map /boot/System.map
+Posledním krokem je úprava zavaděče //GRUB//, kam je zapotřebí přidat záznam pro Vaše nové jádro. Předpokládejme, že se adresář ''/boot'' nachází na disku ''sda1''. Otevřete konfigurační soubor ''menu.lst'' zavaděče //GRUB// v textovém editoru
+  gedit /boot/grub/menu.lst
+a přidejte na jeho konec řádky
+  title Kernel verze_jadra
+	root (hd0,0)
+	kernel /boot/vmlinuz ro root=LABEL=/ rhgb quiet
+Po restartování počítače by se v nabídce zavaděče //GRUB// měl objevit řádek, který reprezentuje Vámi přeložené jádro.
+===== =====
+[[obsah|Hlavní stránka]]