:: 极限 Linux ::Linux下设备完全驱动之二(1)

前一节Linux培训园地：Linux下设备完全驱动之一，大家看过之后相信一定印象深刻。这一节首先讲述IDE硬盘及光驱的设置、IDE刻录机的使用，以及如何安装SCSI硬盘驱动。然后介绍以太网卡驱动模块的加载及网络接口的启功过程，如何调整网卡的参数，Modem、ADSL和宽带的驱动安装，以及PPP连接的设置等。

IDE硬盘及光驱

1.IDE设备的驱动过程

操作系统首先是安装在块设备上，没有对块设备的支持系统就无法启动，所以首先介绍常见块设备的安装。硬盘就是最常见的块设备，普通PC上的硬盘通常是IDE接口的，而服务器上的硬盘通常是SCSI接口的。

一般内核中内置对通用IDE控制芯片的支持。下面看一下IDE硬盘在内核中的驱动过程，dmesg命令可以看到内核在启功和加载内核模块时的信息：

# dmesg | less

在Linux内核启动过程中，可以发现内核首先驱动初始化CPU、内存、系统时钟部分，接着加载PCI总线的驱动，然后就加载了通用的IDE驱动程序：

Uniform Multi-Platform E-IDE driver Revision: 7.00beta4-2.4

接着初始化IDE的控制器，IDE控制器集成在Intel的ICH4南桥芯片组中，IDE控制芯片驱动加载后，进行初始化传输模式：

ICH4: chipset revision 1
            ICH4: not 100% native mode: will probe irqs later
            ide0: BM-DMA at 0xbfa0-0xbfa7, BIOS settings: hda:DMA, hdb:pio
            ide1: BM-DMA at 0xbfa8-0xbfaf, BIOS settings: hdc:DMA, hdd:pio

该驱动程序会向核心中注册主设备号为3的block型设备。可以看到，在IDE控制器初始化时，占用的I/O资源及分配给它的中断号：

ide0 at 0x1f0-0x1f7,0x3f6 on irq 14
            ide1 at 0x170-0x177,0x376 on irq 15

接着使用IDE控制器查找连接在IDE接口上的设备，如果检查到硬盘则加载IDE硬盘的驱动程序，设置了该硬盘的基本参数，设置传输方式为UDMA（100），也就是ATA100（100Mb/s的传输速度），并且根据这个驱动程序检测硬盘上的分区：

hda: attached ide-disk driver.
            hda: host protected area => 1
            hda: 78140160 sectors (40008 MB) w/7898KiB Cache, CHS=4864/255/63, UDMA(100)
            ide-floppy driver 0.99.newide
            Partition check:
            hda: hda1 hda2 hda3 hda4 < hda5 hda6 hda7 hda8 hda9 >

/dev/hda代表第一个IDE接口的主设备，它的设备号为block（3/0），而/dev/hda1是这块硬盘的第一个分区，设备编号是 block （3/1）；/dev/hdb代表第一个IDE接口的从设备,设备编号为 block（3/64）。

由此我们可以看到，内核默认可以支持1～63个分区，其中第一个逻辑分区的编号肯定为/dev/hda5。但是，在/dev目录下查找有hda1～hda32，共32个分区文件，如果需要更多的分区，就需要使用mknod命令来创建更多的设备文件。

/dev/hdc是第二个IDE接口的主设备；/dev/hdd是第二个IDE接口的从设备。

2.安装、升级常见的IDE驱动程序

通用的IDE控制器可以通过内核这样加载起来，如果遇到一些较新的芯片组，当前的内核无法完全发挥出新硬件的性能，这时就要向内核中打补丁，例如，2.4.20-8的内核就无法支持VIA VT8237芯片组中的IDE ATA133方式，需要向内核中打补丁。

先到VIA的网站上下载相关补丁，网址为http://www.viaarena.com/?PageID=297#ATA，注意要选择适合当前自己内核的驱动，接下来是升级内核，给内核打补丁。

# rpm -ivh kernel-source-<Kernel Version>.i386.rpm

安装需要版本的源代码包。把刚才链接中的补丁下载，将这个patch文件解开：

# tar xzvf  VIA IDE ATA133 Patch 8237 ver0.8.gz

进入解包出来的目录，将需要的patch文件cp到 /usr/src目录：

# cp  <Linux OS>-patch-<Kernel Version>  /usr/src

Kernel Version代表内核的版本号，Linux OS代表不同的Linux系统。

# cd /usr/src
            # patch -p0 < <Linux OS>-patch-<Kernel Version>

将patch打入内核中，重新编译内核：

# cd /usr/src/linux-<Kernel Version>

编辑 Makefile文件，把 "EXTRAVERSION=" 改成 "EXTRAVERSION=-test"，这是给新的内核命名。

# cp /boot/config-XXX  .config
            # make menuconfig  ( config 或 xconfig也可以 )

确定 "ATA/IDE/MFM/RLL support/IDE,ATA and ATAPI Block devices"中的"VIA82CXXX chipset support"被选中。

开始编译内核：

# make dep
            # make clean
            # make bzImage
            # make modules
            # make modules_install
            # cp arch/i386/boot/bzImage (或 vmlinuz-test)  /boot/vmlinuz-test
            # cp /boot/initrd-< Kernel Version >.img  /boot/initrd-test.img

编辑 /boot/grub/grub.conf文件，在最后添加下面三行：

title linux-test
            kernel /boot/vmlinuz-test ro root=/dev/hda1
            initrd /boot/initrd-test.img

重新启动系统，使用刚刚编译的内核就会发现启动信息中多出一行“linux－test”。留意启动时的信息，就会发现有下面一行信息：

"VP_IDE: VIA vt8237 (rev 00) IDE UDMA133 Controller on pci00:0f.1"

如果正常启动，各种服务也都没有问题，那么以后就可以用这个新的内核了。可以用# hdparm -i命令来调整硬盘的传输方式，检查硬盘目前的传输模式。

/dev/hda:
            Model=IC25N040ATCS05-0, FwRev=CS4OA63A, SerialNo=CLP429F4HALVPA
            Config={ HardSect NotMFM HdSw>15uSec Fixed DTR>10Mbs }
            RawCHS=16383/16/63, TrkSize=0, SectSize=0, ECCbytes=4
            BuffType=DualPortCache, BuffSize=7898kB, MaxMultSect=16, MultSect=16
            CurCHS=16383/16/63, CurSects=16514064, LBA=yes, LBAsects=78140160
            IORDY=on/off, tPIO={min:240,w/IORDY:120}, tDMA={min:120,rec:120}
            PIO modes:  pio0 pio1 pio2 pio3 pio4
            DMA modes:  mdma0 mdma1 mdma2
            UDMA modes: udma0 udma1 udma2 udma3 udma4 *udma5  //这里显示所支持的硬盘传输模式
            AdvancedPM=yes: mode=0x80 (128) WriteCache=enabled
            Drive conforms to: ATA/ATAPI-5 T13 1321D revision 3:
            * signifies the current active mo

查看一下当前硬盘的工作模式，如果不是ATA133，则可以灵活使用控制硬盘传输模式的命令：

# hdparm -d1 /dev/hda  //enable DMA 模式
            # hdparm -d0 /dev/hda  //disable DMA 模式
            # hdparm -X70 /dev/hda  //将传输模式切换到UDMA 6 -ATA133模式

-X后数字16～18代表SDMA 0～2，32～34代表MDMA 0～2，64～70代表UDMA 0～6。

将最后一行加入到/etc/rc.d/rc.sysinit或/etc/rc.d/rc.local文件中，可以让硬盘每次启动都工作在ATA133下。
3．安装nforce芯片组的驱动程序

AMD64平台的nforce系列芯片组性能强劲，虽然可以用常规的方法加以驱动，但有可能无法发挥新设备的特性，或者该芯片组的网卡、声卡无法使用。nVIDIA提供了更方便的RPM文件供使用，其中一些是源代码tar文件，需要进行编译；有些是RPM包，直接进行安装就可以了。

nforce芯片组在Linux下驱动的下载地址为http://www.nvidia.com/object/linux_nforce_1.0-0275.html，其中包含了内核的补丁、芯片组中对网卡及声卡的驱动程序。下载经过编译的RPM包可以直接安装：

# rpm -ivh NVIDIA_nforce.athlon.rpm

如果使用的不是SuSE或Red Hat Linux系统，也可以下载带有源代码的.src.rpm包经过编译后再安装：

# rpm -ivh NVIDIA_nforce.src.rpm
            //将驱动程序的源程序文件安装到系统中
            # cd /usr/src/redhat/SPECS
            # rpmbuild -bb NVIDIA_nforce.specs
            //编译源驱动程序，编译成可直接使用的rpm文件
            # cd /usr/src/redhat/RPM/i386/
            //根据具体包的不同，也可能是i686、noarch等
            # rpm -ivh NVIDIA_nforce.i386.rpm
            //程序自动安装包内的驱动程序，并利用RPM包中的脚本自动配置

光驱的驱动及刻录机的使用

1．光驱的驱动过程

编译内核时，在ATA/IDE/MFM/RLL选单中都会有IDE/ATAPI CDROM support的选项，通常所见到的内核都将这个部分编译在了内核中，所以不需设置光驱就可以使用。下面看一下系统启动时光驱是如何驱动的：

# dmesg |grep  CD
            hdc: HL-DT-STCD-RW/DVD-ROM GCC-4240N, ATAPI CD/DVD-ROM drive
            Uniform CD-ROM driver Revision: 3.12

一般的通用CD/DVD-ROM驱动程序就可以将光驱驱动起来，不需要特别的配置。如果遇到的是SCSI光驱，则一般的内核也可以驱动，因为在编译内核时，一般会将SCSI的内容编译出来。

如果没有SCSI的光驱驱动，则可以自己手动编译。make menuconfig（或xconfig）时，在SCSI support 选单中只要将SCSI support设置为“Y”或“M”（Y代表该部分编译在内核中，M表示该部分编译为内核模块）；SCSI CD-ROM support设置为“Y”或“M”；SCSI generic support设置为“Y”或“M”，这样就可以驱动SCSI接口的光驱了。
2．CD/DVD刻录机的驱动及使用

现在CD或DVD刻录机越来越普及，那么在Linux下如何使用内置的CD或DVD刻录机呢？默认的情况下，系统会将刻录机视作只读的驱动器，只加载普通的CD/DVD-ROM驱动，光驱无法写入。

因此，需要用ide-scsi 伪设备驱动程序来驱动刻录机，将普通的IDE接口的设备模拟成一个SCSI接口的设备，这时才能向其中刻录。我们可以使用三种方式来实现将IDE光驱模拟为SCSI光驱。假设使用GRUB作为bootloader，刻录机安装在第二个IDE接口，是主设备，则它默认应该为/dev/hdc 。

（1）更改/boot/grub/grub.conf文件在kernel /boot/vmlinuz-2.XXX ro root=/dev/hda1之后，添hdc=ide-scsi。

（2）更改 /etc/modules.conf文件添加下面两行：

ide-cd ignore=\"hdc\"
            ide-scsi

（3）直接编译内核

不编译ATA/IDE/MFM/RLL选单中的IDE/ATAPI CDROM support部分，但是要编译对SCSI光驱的支持。

上面三种方法都是不希望系统用自带的普通CD/DVD-ROM驱动程序去驱动刻录机，希望将刻录机模拟成一个SCSI设备，其中第一种方法最简单，成功后就可以通过以下命令来刻录CD或DVD光盘。

# mkisofs -Jv -V examplecd -o example.iso /root/

将/root/目录下的文件做成一个名叫example.iso的光盘镜像文件，该文件的卷标为xamplecd。

还可通过命令将该文件加载到/mnt/iso文件夹中，可以自由添加删除镜像中的文件，但要注意不要超过光盘的容量。

# mkdir /mnt/iso
            # mount -t iso9660 -o loop example.iso /mnt/iso

调整/mnt/iso文件的内容：

# umount /mnt/iso

最后使用cdrecord命令来刻录：

# cdrecord -scanbus

查看SCSI总线中刻录机的配置信息：

Cdrecord 2.0 (i686-pc-linux-gnu) Copyright (C) 1995-2002 J?rg Schilling
            Linux sg driver version: 3.1.25
            Using libscg version 'schily-0.7'
            cdrecord: Warning: using inofficial libscg transport code version
            (schily - Red Hat-scsi-linux-sg.c-1.75-RH '@(#)scsi-linux-sg.c
            1.75 02/10/21 Copyright 1997 J. Schilling').
            scsibus0:
            0,0,0     0) 'HL-DT-ST' 'RW/DVD GCC-4240N' 'E112' Removable CD-ROM
            0,1,0     1) *
            0,2,0     2) *
            0,3,0     3) *
            0,4,0     4) *
            0,5,0     5) *
            0,6,0     6) *
            0,7,0     7) *

可以看到目前的光驱在SCSI总线的参数，然后根据参数来输入下面的命令刻录光盘：

# cdrecord -v -eject speed=24 dev=0,0,0 example.iso

speed=24是以24倍速来刻录光盘，dev=后加上刚才显示的刻录机的SCSI参数。

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