Kernel Kompilacja jądra

Transkrypt

1 Kernel Kompilacja jądra systemu

2 Co to jest jądro systemu operacyjnego Jądro systemu operacyjnego jest rozpowszechniane na licencji GNU General Public License (GPL) określonej przez konsorcjum Free Software Foundation (FSF) jako oprogramowanie w tw. wolnym obiegu (free software). Cechy: Zakaz prywatyzacji produktów powstałych z wykorzystaniem Linuksa lub pochodnych systemu (tzn. odmian zachowujących standardy Linuksa). Oprogramowanie nie może być redystrybuowane w formie czysto binarnej wraz z każdą dystrybucją binarną musi być udostępniony kod źródłowy.

3 Dystrybucje Linuksa: Standardowe, prekompilowane zbiory pakietów, zwane dystrybucjami, zawierają podstawowy system Linux, narzędzia do instalowania systemu i zarządzania nim oraz gotowe do instalowania pakiety typowych narzędzi systemu UNIX. Pierwsze dystrybucje zarządzały pakietami jedynie przez dostarczanie środków do rozpakowywania wszystkich plików w odpowiednie miejsca; współczesne dystrybucje zawierają zawansowane zarządzanie pakietami. Większość obecnych dystrybucji stosuje lub przynajmniej rozpoznaje pakiety plików RPM ułatwiające instalację, rozbudowę i usuwanie oprogramowania. Wczesne dystrybucje: SLS, Slackware. Popularne dystrybucje: RedHat->Fedora, Debian, SuSE, Mandrake ->Mandriva, itd.

4 Budowa jądra systemu Linux Programy zarządzania systemem Procesy użytkowe Pomocnicze programu użytkowe Kompilatory Wspólne biblioteki systemu Jądro systemu Linux Ładowalne moduły jądra

5 Programy zarządzania systemem Procesy użytkowe Pomocnicze programu użytkowe Kompilatory Wspólne biblioteki systemu Linux to Jądro systemu Linux Ładowalne moduły jądra Jądro: jest odpowiedzialne za realizację wszystkich istotnych abstrakcji systemu operacyjnego (pamięć wirtualna, procesy itd.). Kod jądra jest wykonywany w trybie jądra (kernel mode) z pełnym dostępem do wszystkich fizycznych zasobów komputera. Cały kod jądra ze wszystkimi strukturami danych przebywa w tej samej pojedynczej przestrzeni adresowej Biblioteki systemowe: Definiują standardowy zbiór funkcji, za pomocą których aplikacje mogą współpracować z jądrem i które realizują wiele właściwości systemu operacyjnego nie wymagających pełnych przywilejów kodu jądra. Pomoce systemowe: wykonują osobne, specjalizowane zadania administracyjne.

6 Moduły jądra Linuxa Moduły jądra są wspomagane przez trzy następujące składowe: Zarządzanie modułami (module management); Rejestracja modułów sterujących (driver registration); Mechanizm rozwiązywania konfliktów (conflict resolution).

7 Zarządzanie modułami Umożliwia wprowadzenie modułów do pamięci i ich kontakt z resztą jądra. Zadanie ładowania modułu jądra podzielone jest na dwie sekcje: Zarządzanie częściami kodu modułu w pamięci jądra; Manipulowanie symbolami, do których modułom wolno się odwoływać. Ładowanie modułu przebiega w dwu etapach: Ładowacz modułu (module loader) zgłasza zapotrzebowanie na ciągły obszar pamięci wirtualnej jądra potrzebny dla modułu, a jądro zwraca adres przydzielonej pamięci. Specjalne wywołanie systemowe przekazuje moduł do jądra wraz niezbędną tablicą symboli, które chce on eksportować (moduł jest słowo po słowie kopiowany do zarezerwowanego obszaru, a tablica symboli jądra jest aktualizowana za pomocą nowych symboli). Ostatnią składową zarządzania modułem jest procedura zamawiania modułu (module requestor). Zarządza ładowaniem zamawianych modułów, których aktualnie nie ma w pamięci. Regularnie odpytuje jądro, sprawdzając, czy dynamicznie załadowany moduł jest ciągle w użyciu, a gdy nie jest już potrzebny, usuwa go z pamięci.

8 Rejestrowanie modułu sterującego Umożliwia modułowi poinformowanie reszty jądra o udostępnieniu nowego modułu sterującego. Jądro utrzymuje dynamiczne tablice wszystkich znanych modułów sterujących programów obsługi urządzeń, ang. device drivers) i dostarcza zestawu procedur umożliwiających dodawanie do tych tablic lub usuwanie z nich modułów sterujących w dowolnej chwili. Tablice rejestracyjne zwierają następujące elementy: Moduły sterujące urządzeń: znakowych (terminale, myszki drukarki itp.), blokowych (programy obsługi dysków) oraz interfejsów sieciowych. Systemy plików: oprogramowanie realizujące procedury wywołań wirtualnego systemu plików Linuksa, zarówno lokalnego, jak i sieciowego. Protokoły sieciowe: cały protokół sieciowy, np. IPX, lub nowy zbiór reguł filtrowania pakietów przez zaporę ogniową. Format binarny: określa zasady rozpoznawania i ładowania pliku wykonywalnego nowego typu. Ponadto moduł może zarejestrować nowy zbiór wpisów w tablicach sysctl i /proc, aby umożliwić jego konfigurowanie dynamiczne.

9 Rozwiązywanie konfliktów System Linux pracuje na sprzęcie występującym w różnych i zmieniających się konfiguracjach, mogą się więc pojawiać problemy konfliktów między modułami sterującymi urządzeń przy dostępie do tych samych zasobów. Linux posiada centralny mechanizm rozwiązywania konfliktów, który pozwala rozstrzygać o dostępie do zasobów sprzętowych. Do głównych celów tego mechanizmu należą: Ochrona modułów przed kolizjami przy dostępie do zasobów sprzętowych; Zapobieganie zaburzaniu działania istniejących modułów sterujących przez autosondy (autoprobes), tj. testy inicjowane przez moduły sterujące w celu automatycznego wykrycia konfiguracji sprzętu; Rozwiązywanie konfliktów między wieloma modułami sterującymi usiłującymi skorzystać z tego samego sprzętu (np. portu).

10 Po co kompilacja jądra systemu? Wbrew pozorom to jedna z częściej wykonywanych czynności administracyjnych. Niektóre z powodów: nowsza wersja jądra = większe bezpieczeństwo (nowsza wersja zawiera poprawki i jest bardziej bezpieczna) nowsza wersja = większa stabilność systemu (bo ma poprawione i bardziej optymalne wersje sterowników urządzeń) bieżąca wersja jądra nie obsługuje jakiegoś potrzebnego mechanizmu a nowsza obsługuje (np. mechanizmy kolejkowania, obliczania udziałów w dysku itp.) bieżąca wersja nie jest przystosowana do zmian wprowadzonych do systemu (np. zmiana karty sieciowej) bieżąca wersja nie przewiduje obsługi jakiegoś urządzenia -> bo urządzenia nie było w momencie powstawania tej wersji jądra standardowa wersja jądra nie jest zoptymalizowana -> zbyt wiele sterowników do urządzeń (jeżeli któryś z punktów => zastanowić się nad rekompilacją jądra w wersji takiej samej lub nowszej)

11

12 KOMPILOWANIE JĄDRA ZAPISAĆ!!! ZAPAMIĘTAĆ!!! Albo umieć znaleźć jak to się robi #make help #make mrproper #make menuconfig lub #make #make modules #make modules_install #make install #make xconfig