Linux 2.6: откуда берется пыль и куда деваются линки

Как всегда, не претендуя на типичность случая, расскажу небольшую историю о том, как ставил winmodem на Fedora Core 4. Мне помогло - не исключено, что поможет и еще комуто. Педанты, как всегда, могут поискать ошибки в тексте - тоже занятие.

[Арсений Чеботарев]

С месяц назад получаю письмо: "Вот Вы писали про Fedor'у 4. Я ставлю winmodem, и у меня сим-линк /dev/modem, который я создаю, куда-то пропадает под этой системой". Тогда я просто съехал: да ты чё, какой winmodem, это глупое занятие, возьми нормальный - и так далее (если честно, не было сил разгибать мозги). Человек и пропал куда-то, запил, наверное, с горя. И вот проходит месяц - и я оказываюсь в глубоком лесу со своим ноутом, телефонным кабелем и этим, вы поняли. winmodem'ом на борту. Награда нашла героя, пришлось все-таки поскрести "чугунок" - давненько я под модемом никуда не ходил, а тем более под winmodem'ом.

Ну, конечно, если начинать с конца, то ответ на главный вопрос прост и всем известен. Конечно же, сим-линки, созданные в каталоге /dev, не будут храниться, поскольку сама эта файловая система /dev в FC4 создается на лету подсистемой udev как следствие нескольких действий. Для начала ядро делает учет устройств в виде файловой системы SYSFS, которая располагается (монтируется) в каталоге /sys. Это, так сказать, "честные" устройства, обнаруженные в системе. После этого запускается udev - вы и сами можете это проделать с помощью /sys/udevstart.

 

Udev - это уровень "индерекции", то есть трансляции "физических" устройств из /sys в логические в /dev. Для полноты изложения нужно сказать, что тут задействована также система "горячего" подключения, поскольку /sys может видоизменяться в процессе работы.

 

Собственно, трансляция sys в dev может выполняться полностью автоматически, без вашего вмешательства. Ядро, опрашивая драйверы, дает устройствам вполне жизнеспособные имена и номера, например tty1. Однако в некоторых случаях вы можете быть недовольны таким положением вещей - это особенно верно для динамически подключаемых устройств, в частности по USB. Например, вы подключаете USB-винчестер в различные разъемы - и при этом он каждый раз будет называться по-разному. В результате вы не можете написать удобную программу, поскольку не знаете, где ваше устройство. Еще хуже, если однотипных устройств много: все они будут называться одинаково, с разницей только в индексе - и в следующий раз могут запросто поменяться местами. Это именно та проблема, с которой так плохо справился DEVFS, отчего и пошел подальше.

Для того чтобы Udev мог что-то намутить с создаваемыми именами устройств, существуют правила udev, расположенные в каталоге /etc/udev/rules.d. На самом деле это настраивается в /etc/udev, но менять настройку не в пределах нашей компетенции. Подобно, например, стартовым скриптам, правила хранятся не в одном файле, а во всех документах с расширением .rules (остальные игнорируются), располагаемых в каталоге /etc/udev/rules.d. При этом файлы располагаются в алфавитном порядке, и все строки из них читаются в один большой буфер; затем каждое устройство из /sys будет "квалифицировано" согласно данным правилам.

Обратите внимание на логику udev: поиск происходит до первого совпадения, после чего устройство считается "обслуженным". Таким образом для одного устройства во всех файлах может быть только одно правило - то, которое будет найдено первым. В этом отличие от скриптов, которые всегда будут выполнены все - один за одним в заданном порядке. Это меняет и нашу логику: если в случае со скриптами мы, вероятно, хотим, чтобы система сначала выполнила все стандартные настройки (например запустила сетевые интерфейсы), а уже потом вносим свои изменения, например задаем другой сетевой адрес. Специально для этих целей существует ряд файлов-"постинициаторы".

В случае с правилами Udev "потома не будет" - первое же попадание устройства в правила будет и последним. Следовательно, нам нужно, чтобы наши правила проверялись раньше, чем системные по умолчанию. Файл настроек по умолчанию начинается с префикса "50" - так чтобы можно было что-то добавить до и после. Умные люди добавили также файл с префиксом "10" для каких-то "очень важных" устройств - ну что ж, назовемся как-то вроде /etc/udev/rules.d/00-ltmodem.rules и поместим туда следующую строку:

 

KERNEL='ttyLTM0", NAME='%k', SYMLINK='modem', MODE='0660", GROUP='uucp'

 

Эта строка содержит (незримо) две части: ключевую, или идентификатор, и триггер - то есть часть, которая будет "выполнена" для устройства, которое совпадет с нашим ключом. Каждое устройство, как было сказано выше, единожды проходит через этот "строй" - процесс довольно нудный, в чем вы можете легко убедиться, запустив /sbin/udevstart, Тем более что вам все равно придется это сделать после внесения изменений, если вы не хотите перезагружать компьютер.

В данном случае устройство детектируется по "к-имени", то есть так, как оно известно ядру. А именно - ttyLTM0. Конечно, это не самый гибкий ход. Но я просто знаю, что более одного винмодема у меня быть не может. В общем случае можно было бы записать "ttyLTM?", или даже "ttyLTM*": значение звездочки и вопросительного знака точно такие, как и в командной строке.

Конечно, один винчестер от другого по к-имени не отличишь - для этого существует еще ряд признаков. Самый общий - SYSFS{имя файла}, что обозначает сравнить значение в данном файле SYSFS для данного устройства с заданным значением. Вся SYSFS состоит из классифицированных каталогов. В этих каталогах лежат файлы с параметрами устройств (вы можете сами на это посмотреть, вас там никто не укусит). Вот идентификатор SYSFS и сравнивает значение такого "атомарного файла" с некоторым значением.

Udev сам может сварганить ключ для любого подключенного устройства. Если вы знаете, где оно находится в иерархии /sys (благодаря линкам там все встречается по три раза - ищите, как вам удобно, по типу или по шине подключения), то можете даже "вывернуть" значения параметров с помощью утилиты udevinfo. Собственно, она как раз и помогает искать параметры в /sys, в частности по "готовому" /dev - устройству.

Например, узнаем, как в SYSFS называется наш модем, указав его "ноду" в devfs. Выполняем:

 

# /usr/bin/udevinfo -q path -n /dev/ttyLTM0

 

- и получаем:

 

/class/tty/ttyLTM0

 

где полученный путь "абсолютно относителен" в системе /sys. Теперь запросим все параметры (атрибуты, в терминах Udev), связанные с этим устройством:

 

# usr/bin/udevinfo -a -p /class/tty/LTM0
   
    бла-бла-бла
    device '/sys/class/tty/ttyLTM0' has major:minor 62:64
           looking at class device '/sys/class/tty/ttyLTM0':
           SUBSYSTEM=="tty"
           SYSFS{dev}=="62:64"

 

Параметры читаются так: q(uery), n(ode), p(ath), a(ttributes). Конечно, вы легко можете скомбинировать два вызова в одной строке через обратные кавычки или конструктив $(). Например, следующая строка выдает всю известную системе информацию о моем флэш-накопителе:

 

#udevinfo -a -p `udevinfo -q path -n /dev/sda1`

 

Короче, мне достаточно к-имени - я и так доволен, тем более что драйвер не предоставил никакой другой веской информации для классификации винмодемов. Предполагается, что это PCI-устройства без поддержки hotplug. Помимо SYSFS существуют и другие ключи, такие как BUS или SUBSYSTEM,- но мне это уже совсем не надо. Учтите, если вы задаете несколько ключей поиска, они должны совпасть все вместе - так что указывайте так много ключей, сколько надо для "отсечения" вашего устройства или группы устройств.

Когда устройство найдено, с помощью правил оно будет "причесано" перед отправкой в /dev. NAME='%k' подставляет к-имя, говоря "называй так, как хочет ядро", а точнее драйвер. Здесь же можно немного покрутить с каталогами, написав, например, NAME='modems/%k', или с самим именем: NAME='momed%n' (где %n обозначает индекс, в нашем случае - 0).

Если мы не хотим задавать новое имя - значит, наше правило хочет поиграть с правами доступа или сим-линком. Право 0660 называется "себе и группе читать и писать" - это просто для понтов написано, поскольку такое право прописано по умолчанию в /etc/udev/udev.conf в параметре default_mode. Владелец устройств по умолчанию всегда root. Группа uucp занимается всякими коммуникациями, так что все нужные приложения, вроде PPP-дайлера, смогут получить доступ к модему.

В оригинальной доке советуют что-то там настраивать в permissions.d - но, как я понял, эта техника уже ушла в прошлое, такого каталога нет, а параметры владельца и файловых прав доступа вполне доступны через rules.d. При этом в скриптах есть интересный код "конвертация пермишенов в новый формат". Правильно - ну его, всё в один файл, в одну строку. Устройство ttyLTM0 в SYSFS создаст наш драйвер модема, например, по modprobe ltserial, который мы пока даже не поставили. Да, именно так - стартуем модуль ltserial, а модем там тоже окажется, скоро увидим почему.

Мы проследили путь с конца: от сим-линка и имени устройства в /dev до /sys и далее - до драйвера. Теперь закончим это расследование в обратном направлении, чтобы вы могли пользоваться результатом практически.

В последнее время драйвер любого "нештатного" устройства представляет собой модуль, загружаемый сервисом modprobe. Несмотря на вялое сопротивление сторонников монолитного ядра, идея динамического "уровня 0" вокруг мини-ядра - так, как это сделано в QNX (хотя это не совсем точно - в QNX модули не располагаются в L0),- постепенно становится стандартом де-факто. Впрочем, хорошо, конечно, когда есть выбор. Кое-что действительно не имеет смысла загружать динамически.

Вообще-то, модуль загружает само ядро, и отчет об этом помещается в файл /var/log/dmesg - для его просмотра даже существует специальная утилита dmesg, так что можете просто запускать ее. Утилита modprobe используется только для загрузки модулей в самом общем смысле: сначала исследуются зависимости модуля, в том числе и "зависимости зависимостей", после чего загружаются все модули, необходимые для загрузки указанного.

В нашем случае для "создания" устройства в SYSFS достаточно в любой момент (удачно) выполнить загрузку драйвера modprobe ltserial. Модули расположены в каталоге "модули текущей сборки" - или, как это часто пишут, /lib/modules/`uname -r`, где uname -r возвращает "релиз" ядра. Например, в случае текущей сборки Fedora Core 4 это значение будет '2.6.11-1.1369_FC4'. Вы можете выполнить эту команду и убедиться, что на релиз легче ссылаться, как на uname -r :).

Поскольку модули могут зависеть друг от друга через внешние ссылки (так называемые внешние символы, экспортируемые через декларации EXPORT_SYMBOL), то для загрузки модуля система должна знать о таких связях. В целях оптимизации (поиск всех внешних символов во всех библиотеках - задача не скорая) данная информация кэшируется в файле modules.dep, располагающийся в корневом каталоге модулей, путь к которому мы только что обсуждали. Этот файл является текстовым, с очень простым форматом, так что вы легко можете его исследовать. Утилита modprobe ожидает, что modules.dep находится в актуальном состоянии. Для этого после "заброски" новых модулей и перед запуском (явным или неявным, при перезагрузке) modprobe нужно выполнить depmod -a - это обновит modules.dep. Конечно, это надо проделать только один раз.

Допустим, что у нас уже есть два нужных модуля (мы-то движемся с конца): ltmodem.ko и ltserial.ko. Скопируем их в какое-нибудь приметное место внутри каталога модулей, например в /lib/modules/`uname -r`/extra. Выполним обновление зависимостей depmod -a и убедимся, что в modules.dep появились строки:

 

/lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/extra/ltserial.ko: /lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4
/extra/ltmodem.ko
/lib/modules/2.6.11-1.1369_FC4/extra/ltmodem.ko:

 

Как видите, модуль ltserial зависит от ltmodem, так что мы можем выдать только modprobe ltserial - и ltmodem будет загружен автоматически (маленькая радость). Если мы один раз загрузим модуль, он и впредь будет загружаться, даже после перезагрузки. Выполним modprobe ltmodem и посмотрим dmesg, где помимо прочего будут и такие строки:

 

ltmodem: module license 'Proprietary' taints kernel.
Loading Lucent Modem Controller driver version 8.26-alk
ACPI: PCI Interrupt 0000:00:09.1[A] -> Link [C185] -> GSI 11 (level, low) -> IRQ 11
Detected Parameters Irq=11 BaseAddress=0x3430 ComAddress=0x0
ttyLTM0 at I/O 0x3430 (irq = 11) is a Lucent/Agere Modem

 

Теперь, наконец, займемся самим драйвером, то есть двумя упоминавшимися уже модулями *.ko (ko - от Kernel Object file). Во-первых, обратите внимание на название драйвера - Ltmodem, в данном случае это обозначает Lucent Technologies. В модеме используется сигнальный процессор (DSP) этого известного производителя. Если вам не так повезло, и у вас другая модель, то возможно, что проблем будет больше, вплоть до неразрешимых - и действительно придется брать другой модем. Это просто Lucent так любезна, что старается предоставлять драйверы для своих юнитов, так же как и драйвера для беспроводных карточек Orinoco и т.д. Под "и т.д." следует понимать компанию Agere и ее продукцию, в которую это "практическое Bell-lab'ство" сейчас превратилось.

Кстати, кроме "вынь"-модема на настоящем DSP (он "вынь" стал только потому, что не на взаправдашнем СОМ-порту висит, а на PCI-шине), существует еще и софт-модем Agere. И как с ним быть, наш драйвер не в курсе. И даже спросить не у кого - производитель драйверы для Linux не выпускает. Там и модема-то не видно, по сути, один жирный фирмварь, который весь и надо бы портировать.

"Поддержка", однако, еще не значит "открытый код". Lucent только предоставила базовый код виртуального COM-порта в бинарном виде, к которому нужно линковать драйвер. В результате драйвер состоит из трех частей: открытые, собираемые вами ltmodem.ko, ltserial.ko и закрытый кусок кода - ltmdmobj.o (по факту - сим-линк на конкретную версию этой библиотеки, на сегодня это 8.31). Загрузить отдельно либу с доками можно на ltmodem.heby.de.

Текущая версия самого драйвера как целого - 2.6-alk-7. В данном случае alk обозначает "форк", то есть ветку разработки, которую ведет Алексей Кондратенко. Это как раз то, что нужно для ядра 2.6, с учетом как раз SYSFS. Исходники можно получить по адресу http://alk.at.tut.by/ltmodem-2.6-alk-7.tar.bz2 или на нашем диске.

* * *

Конечно, другой бы вам еще рассказал, как настроить дозвон модемом из командной строки, но это уж в другой раз. Я же просто залез в KPPP, проверил модем опросом ATIn, потыкался в мини-терминал и, удовлетворенный богоугодной работой, отправился в Большую Сеть. Единственное что в "командах модема" пришлось поменять тоновый набор на импульсный, ATDT на ATDP - но уж где и как все это делается, думаю, вы найдете.

Если winmodem Lucent вам действительно нужен, то на КП-диске лежат и файлы, и документы, необходимые для установки: файлы универсальные, исходники, а вот инструкции только к FC4 - думаю, c минимумом очевидных вариаций подойдет к любому ядру 2.6.

Статья взята с сайта "Компьютеры + Программы".

[ опубликовано 30/06/2006 ]

Арсений Чеботарев - Linux 2.6: откуда берется пыль и куда деваются линки   Версия для печати