Родерик Смит - Сетевые средства Linux

Средства, включенные в основной файл ядра, доступны с момента загрузки системы и до окончания ее работы. Ситуация, при которой фрагмент кода будет удален из памяти, возникнуть не может. Существуют опции, для которых реализующий их программный код должен быть включен в основной файл ядра. Так, например, файловая система, в которой содержится корневой каталог системы, должна быть доступна с момента загрузки, поэтому соответствующий драйвер должен быть включен непосредственно в ядро. Если вы установили рассмотренную ранее опцию Root File System on NFS, вам придется скомпилировать средства поддержки сетевых устройств и включить их в ядро.

На первый взгляд может показаться, что все средства, которые будут использоваться при работе системы, следует включить в основной файл ядра, однако такой подход имеет серьезный недостаток: при этом увеличивается объем оперативной памяти, занимаемой ядром. Кроме того, размер файла ядра на диске также увеличивается, что может создавать трудности при загрузке системы. Поэтому в системе Linux предусмотрена возможность компилировать средства, соответствующие большей части опций, в виде модулей. Это позволяет работать с ядром небольшого размера и в то же время обеспечивает поддержку большого количества разнообразных устройств. В частности, в виде модулей могут быть скомпилированы средства для работы с большинством сетевых устройств, поэтому драйверы, включаемые в состав дистрибутивных пакетов, обычно подготавливаются именно в таком виде.

Если администрирование компьютера под управлением Linux является вашей обязанностью, то именно вам предстоит решить, следует ли использовать драйверы сетевых карт, реализованные в виде модулей, или их следует включить в состав ядра. Если вы включите драйвер сетевой карты непосредственно в ядро системы, вам не придется обеспечивать при настройке системы, чтобы перед началом сетевого обмена загружался требуемый модуль. (На самом деле система, поставляемая как дистрибутивный пакет, изначально сконфигурирована так, что данная задача решается корректно.) С другой стороны, если вы администрируете большое количество компьютеров, на которых установлена система Linux, то, возможно, предпочтете создать ядро и набор модулей, которые будете устанавливать на различные компьютеры. В этом случае целесообразно реализовать драйверы в виде модулей.

Программные средства поддержки стека протоколов также могут быть непосредственно включены в ядро или скомпилированы как модули. (Исключением являются протоколы TCP/IP; их можно либо включить в основной файл ядра, либо не использовать вовсе; в виде модулей можно реализовать лишь средства, соответствующие некоторым подопциям опции, управляющей использованием данного стека протоколов.) Так, например, если вы знаете, что каталоги в файловых системах других компьютеров, предоставляемые средствами NFS, будут использоваться лишь непродолжительное время, целесообразно реализовать средства поддержки клиента NFS как отдельный модуль. Поступив таким образом, вы сэкономите часть оперативной памяти в течение времени, когда средства NFS не используются, но монтирование внешних каталогов будет осуществляться несколько дольше, чем это было бы в том случае, если бы фрагмент кода, реализующий клиент NFS, был включен непосредственно в ядро.

Как вы, наверное, поняли, однозначного ответа на вопрос, надо ли включать коды поддержки опций непосредственно в ядро или их следует компилировать как отдельные модули, не существует. Я рекомендую вам сначала выяснить, насколько часто соответствующие средства будут использоваться в процессе работы системы. Если они должны использоваться постоянно, включайте их в основной файл ядра; если же они будут задействованы лишь эпизодически, компилируйте их в виде отдельных модулей. Если размер ядра становится слишком велик и при его загрузке средствами LOADLIN (DOS-утилита для загрузки Linux) возникают проблемы, следует отдать предпочтение модульной организации ядра. Возможность загрузки с помощью LOADLIN желательно сохранить, так как это поможет справиться с некоторыми проблемами.

Компиляция ядра

После того как вы сконфигурировали ядро системы, выполнив make xconfig или другую команду, приведенную в начале данной главы, вы должны скомпилировать ядро и установить его модули. Для этого необходимо выполнить следующие команды:

# make dep

# make bzImage

# make modules

# make modules_install

Первая из этих команд выполняет подготовительную работу. Слово dep сокращенно обозначает dependency, соответственно при выполнении команды make dep анализируются выбранные вами опции и определяется, какие исходные файлы зависят от других. Если вы пропустите этот шаг, компиляция будет выполнена некорректно.

В результате выполнения второй команды строится основной файл ядра, который имеет имя bzImage и обычно размещается в каталоге /usr/src/linux/arch/i386/boot. Существуют различные варианты данной команды. Например, при создании ядра небольшого размера можно использовать команду make zImage (ядро в формате bzImage дает возможность загрузчику, например LILO, обрабатывать ядро большего размера, чем это позволяет zImage). Как zImage, так и bzImage представляют собой сжатые варианты ядра. Они являются стандартом для компьютеров x86, но на других платформах вам придется вместо make bzImage вызвать команду make vmlinux. В результате выполнения данной команды строится несжатое ядро. Каталог, в который помещается основной файл ядра, может отличаться от приведенного выше. Если вы работаете на компьютере, отличном от x86, вместо каталога i386 будет использован каталог, имя которого соответствует текущей платформе. Так, например, на PowerPC этот каталог имеет имя ррс.

Команда make modules, как нетрудно догадаться, компилирует модули ядра. По команде make modules_install файлы, содержащие эти модули, копируются в соответствующие позиции в каталоге /lib/modules. В частности, в каталоге /lib/modules создается каталог, имя которого отражает версию ядра, а в нем, в свою очередь, — подкаталоги для конкретных классов драйверов.

Команды make dep, make bzImage (или эквивалентную ей команду) и make modules может выполнить любой пользователь, при условии, что он обладает правами чтения и записи данных в каталогах, содержащих исходные коды ядра. Выполнить команду make modules_install может только пользователь root.

В зависимости от установленных опций и от быстродействия компьютера, процесс компиляции ядра может занять от нескольких минут до нескольких часов. Как правило, основной файл ядра создается дольше, чем модули, но если число модулей велико, для их создания может потребоваться больше времени, чем для создания ядра. При компиляции на экран монитора выводится большое число сообщений, описывающих ход обработки исходных файлов. Иногда отображаются предупреждающие сообщения, на которые можно не обращать внимание. При появлении сообщения об ошибке компиляция прерывается.

Проблемы, возникающие при компиляции ядра

Если вы корректно установили опции, компиляция ядра, как правило, проходит без проблем, но в некоторых случаях возникают ошибки. Проблемы, встречающиеся при компиляции ядра, описаны ниже.

• Ошибки в исходном коде или несовместимость кода. Иногда встречаются драйверы, которые содержат ошибки в исходном коде либо несовместимы с остальными компонентами ядра. Такая ситуация может возникнуть при работе с ядром, находящимся в процессе разработки, либо при попытке включить в состав ядра нестандартный драйвер. В этом случае при компиляции отображается одно или несколько сообщений об ошибке. Чтобы избавиться от ошибок, надо обновить версию ядра или, по крайней мере, заменить драйвер, который стал источником проблем. Если без этого драйвера можно обойтись, лучше вовсе отказаться от его использования.

• Отсутствие информации о зависимости файлов. Если работа драйвера зависит от другого драйвера, то первый драйвер должен выбираться лишь после того, как будет выбран второй. В некоторых случаях сценарий, посредством которого выполняется конфигурирование системы, работает некорректно. При компиляции ядра это проявляется следующим образом: каждый файл по отдельности компилируется нормально, но собрать файл ядра не удается. Если драйвер компилируется как отдельный модуль, то при попытке загрузить отображается сообщение об ошибке. Иногда в сообщении об ошибке содержится информация о том, какие действия надо предпринять, чтобы избавиться от нее. В некоторых случаях решить проблему удается, вызвав команду make dep, а затем повторно скомпилировав ядро. Иногда работоспособное ядро можно получить, отказавшись от включения драйвера непосредственно в основной файл и скомпилировав его в виде отдельного модуля (в некоторых случаях приходится принимать обратное решение, т.е. включать в ядро драйвер, который, будучи подготовленным в виде отдельного модуля, стал источником проблем).