Linux: Полное руководство — страница 70 из 98

Настройка ядра

20.1. Многообразие ядер Linux

В дереве развития ядер Linux достаточно много веток. И хотя в большинстве случаев придерживаются официальных версий ядер (ветка 2.6.x), упускать из внимания все остальные ни в коем случае нельзя.

2.6.x

Это главная ветка ядер Linux на настоящий момент, которую принято считать официальной и которая поддерживается самим Линусом Торвальдсом. Политика этой ветки более либеральна по сравнению с политикой ветки 2.4: в нее включаются не только исправления багов, но и такие изменения, для которых раньше заводили отдельную, экспериментальную, ветку. Все ядра этой ветки можно найти на сайте www.kernel.org.

2.4.x

В свое время ядра 2.4.x были основными — они встраивались во все дистрибутивы. Однако им на смену пришли ядра 2.6.x, и о ядрах классической ветки не стоило бы говорить, если бы не их исключительная стабильность (по сравнению с ядрами 2.6.x). И хотя они не обладают многими достоинствами и качествами 2.6.x, для тех, кому важна стабильность — они еще служат хорошую службу.

Более того, даже в некоторые современные дистрибутивы еще встраивается эти ядра (например, в Slackware 10.1). На сегодняшний момент эта ветка по прежнему очень активно поддерживается, а руководит данным процессом Марсело Тосатти, очень молодой программист бразильской компании Conectiva.

В качестве обновлений выступают исправления обнаруженных ошибок, ну и периодически — новые драйвера.

Так же как и ядра 2.6.x, ядра ветки 2.4.x. можно получить на сайте www.kernel.org.

2.6.x.у

Выше было сказано, что ядра ветки 2.6.x не отличаются особой стабильностью по сравнению с теми же 2.4.x. Даже были намерения сменить схему именования новых ядер. Однако этого не произошло, просто создали дополнительную ветку, которая выступает под грифом «stable» (то бишь стабильная), и которая известна под именем 2.6.x.у.

Ведут ветку -stable товарищи по имени Грег Кроа-Хартман и Крис Райт. В ней появляются только те обновления, которые непосредственно касаются повышения стабильности ядра и решают конкретные проблемы. Никакие обновления с новыми функциональными возможностями и т.п. в ядра этой ветки не вносятся.

2.6.x-mm

Если в предыдущем разделе мы рассмотрели наиболее стабильную ветку ядер Linux поколения 2.6, ветку 2.6.x-mm можно считать наименее стабильной. Она включает в себя все возможные патчи ядра, которые были выпущены.

Данная ветка является скорее экспериментальной, нежели имеющей практическое значение. Очень многое к Линусу в его ветку 2.6.x попадает именно через фильтр 2.6.x-mm. В частности сейчас в этих ядрах уже имеется поддержка файловой системы Reiser4, которая с легкостью выигрывает все тесты по производительности, и технологии FUSE (http://fuse.sourceforge.net). реализующей поддержку файловых систем в пользовательском пространстве.

Ведет ветку Эндрю Мортон, а патчи ветки доступны в двух видах:

♦ «все в одном» — единый мегапатч;

♦ «каждый сам по себе» — архив патчей, которые можно применять по отдельности.

Скачать их можно по адресу http://kernel.org/patchtypes/mm.html,

2.6.x-mm-jedi

Ветка 2.6.x-mm-jedi является, как это можно понять из названия, ответвлением 2.6.x-mm. И по сути считается stable-версией последней. Здесь собираются самые критичные исправления по различным версиям ядер 2.6.x-mm.

Доступ к данным патчам можно получить по адресу ftp://ftp.c9x.org/pub/linux-kernel.

2.6.x-pre и 2.6.x-rc

Ядра этих веток представляют собой предварительные версии ядер, которые впоследствии должны стать официальными. При этом принято считать, что ядра -pre являются наиболее «сырыми» и в них могут быть привнесены существенные изменения, а ядра -rc — уже более-менее стабильными.

2.6.x-tiny

Автор и ведущий данной ветки, Мэтт Мэколл, поставил себе задачу минимизировать занимаемые ядром дисковое пространство и объем памяти. Автор утверждает, что его ядро может быть запущено даже на машине с 2 Мб памяти.

Детально ознакомиться с этим направлением и получить само ядро можно на сайте http://selentic.com/tiny.

2.6.x-ac

Эта ветка, ведомая Аланом Коксом, призвана аккумулировать все исправления и патчи, касающиеся в основном драйверов. Кстати говоря именно это ядро используется в дистрибутивах Fedora Core.

Проект доступен по адресу http://kernel.org/patchtypes/ac.html

Прочие

Среди прочих следует также отметить:

♦2.6.x-ck — в этой ветке аккумулируются патчи к диспетчерам ввода/вывода, а также направленные на общее повышение отзывчивости системы. Адрес: http://ck.kolivas.org/patches/2.6.

♦2.6.x-RT — данная ветка направлена на обеспечение использования Linux в системах реального времени (мягкого и жесткого), насколько это вообще возможно сделать применительно к Linux.

20.2. Зачем настраивать ядро?

В главе 7 я уже говорил о том, что в обязанности ядра ОС Linux входит не только реализация концепций процессов, виртуальной памяти, файловой системы и тому подобных составляющих UNIX, но и организация взаимодействия с оборудованием компьютера. Это взаимодействие осуществляют драйверы устройств, которые в современных (выше 2.0) ядрах могут как встраиваться в ядро статически, так и подключаться в виде модулей.

Хорошо известно, как многочисленно и разнообразно оборудование персональных компьютеров, на которых и работает ОС Linux, Ядро должно уметь адаптироваться к любой аппаратной среде. Этой цели служат параметры ядра — динамические или сообщаемые ему при загрузке — и механизм динамического подключения модулей.

Производители дистрибутивов поставляют ядро в некоторой базовой конфигурации, работающей на множестве вариантов оборудования, но не оптимизированной ни под один из них. Переконфигурировав ядро именно под свою аппаратную среду и задачи, можно существенно повысить производительность и увеличить надежность системы.

В этой главе я рассмотрю три основных способа настройки ядра:

♦ модификация динамических параметров ядра через псевдофайловую систему /proс;

♦ использование загрузчика для передачи ядру параметров на этапе начальной загрузки;

♦ пересборка ядра из исходных кодов.

20.3. Динамические параметры ядра

Файлы в каталоге /proc — это на самом деле информационные каналы, реализующие интерфейс между ядром и прикладными программами. Они разработаны для повышения гибкости ядра, позволяя системному администратору корректировать его поведение «на лету», без перезагрузки. Файловая система procfs называется виртуальной, потому что в действительности это карта работающей системы в иерархическом виде, создаваемая ядром и присоединяемая к обычной файловой системе. Некоторые команды (например, ps) извлекают информацию о состоянии системы, не прибегая к системным вызовам, а читая непосредственно из /proc.

Хотя часть виртуальных файлов содержит текстовые данные, для их просмотра и изменения обычный ASCII-редактор неприменим: ведь они мало того что не существуют физически, так еще и ядро может в любое время внести в них изменения. Читать такие файлы нужно командой cat, а записывать — перенаправляя вывод команды echo. Например, чтобы увидеть максимальное количество файлов, которые можно открыть в одном процессе, введите команду

$ cat /proc/sys/fs/file-max

Большинство параметров ядра, предназначенных для динамической настройки на работающей системе, представлены файлами в каталоге /proc/sys. Эти файлы доступны для записи суперпользователю. Например, если у вас обычный домашний компьютер, подключенный к Интернету по DSL или локальной сети, то производительность сети можно повысить, выключив некоторые параметры:

# echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_sack
# echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/tcp_timestamps

Особый интерес с точки зрения повышения производительности системы представляет коэффициент подкачки, находящийся в псевдофайле /proc/sys/vm/swappiness. Этот коэффициент, значение которого может быть от 0 до 100, указывает ядру, как часто следует выгружать страницы памяти на диск (свопить). Высокий коэффициент подкачки уместен в том случае, если вы работаете с несколькими громоздкими приложениями и переключаетесь между ними нечасто: каждое приложение будет работать быстрее, но переключение займет больше времени, ведь приложение, которое вы оставили без внимания на несколько минут, давно выгружено в своп-раздел. Например, если вы дизайнер и с утра до вечера не выходите из GIMP, то установите значение коэффициента равным 100:

# echo "100" > /proc/sys/vm/swappiness

Производительность вашего основного приложения (GIMP) станет максимальной. Если же вы целый день работаете с небольшими программками, между которыми часто переключаетесь, то установите коэффициент подкачки около 20. Значение по умолчанию равно 70. Возможно, вам больше всего подойдет именно это значение.

Значения динамических параметров ядра при перезагрузке не сохраняются, Чтобы сделать их постоянными, нужно вписать строки вида <параметр> = <значение> в файл /etc/sysctl.conf, откуда их в ходе начальной загрузки прочитает утилита sysctl.

Имя параметра — это имя виртуального файла относительно каталога /proc/sys, в котором символ слэша заменяется на точку: vm.swappiness. Команда