[LPI学习笔记]系统架构（一）

Objective 1：确定与配置系统硬件

　　本目标要求熟悉系统安装设备及其配置，例如：modems、串并行端口、网卡，SCSI适配器、硬盘、USB控制器和声卡。设备配置有两种方法：手动配置和固件BIOS配置。

• BIOS

　　　　功能：设置硬件时钟、选择可引导设备，启动自举程序（如LILO、GRUB）。

• /proc文件系统

　　　　虚拟文件系统，放置的数据都是在内存中，例如系统内核、进程、外部设备的状态及网络状态等。不占任何硬盘空间。重要文件　　　　　　   　　　　有：/proc/cpuinfo, /proc/interrupts, /proc/dma, /proc/ioports, /proc/net/*等。

          a. /proc/cpuinfo -------CPU的提供商和相关配置信息(主频、二级缓存大小、物理核数等) 。

　　　 b. /proc/interupts------中断报告文件，当前系统使用的中断的情况。中断机制：让硬件在需要的时候向内核发生信号。

　　　 c. /proc/dma    --------这个文件包含已注册的正在使用中的ISA 直接内存读取 (DMA) 通道的列表。

　　　 d. /proc/ioports--------提供用与一个设备通信的输入或输出的被注册的端口区域的列表。

• USB

　　　　a. 通用串行总线，连接一系列外围设备（如键盘、鼠标、硬盘等）的接口。

　　　　b. USB拓扑结构

      　　　使用lsusb命令显示设备如何物理连接系统。

lsusb -t 

　　　　c. USB控制器

　　　　　三种类型：OHCI、UHCI、EHCI，前两种为USB1.1控制器，EHCI为USB2.0控制器。

　　　　d. USB设备

　　　　　　有以下几种类型：

　　　　　　人机接口设备（Human Interface Device,HID）:输入设备

　　　　　　通信设备：modems

　　　　　　大容量存储设备：磁盘设备、闪存等

　　　　　　音频设备：声卡

　　　　　　红外设备

　　　　　　打印机

 

　　　　e.USB驱动

　　　　　　分成三类：

　　　　　　主机控制器驱动：包括usb-ohci.o,usb-uhci.o,uhci.o和ehci-hcd.o

　　　　　　类驱动：包括hid.o ,usb-storage.o ,acm.o ,printer.o ,audio.o

　　　　　　其它设备驱动：例如rio500.o，用于一种MP3播放器驱动

　　　　　　USB驱动按层级支持。可通过命令 lsmod 或 cat /proc/modules 查看USB设备。层级示意图如下：

                          　　　　   ---------

                    　　　　     类设备驱动、模块

                  　　　　   ---------------------

                     　　　　     主机控制器驱动

          　　　　   ---------------------------------

                      　　　　      usbcore.o

      　　　　 ---------------------------------------------

• 获得硬件报告

　　　　lsmod ------ 显示目前已载入模块的所有信息。也可以查看文件/proc/modules

　　　　lsdev  ------ 显示系统硬件信息，例如中断地址、I/O端口

　　　　lspci   ------ 显示系统PCI总线和已安装PCI设备信息

• 模块操作

　　　　lsmod ------ 见上面

　　　　insmod ----- 在运行内核中插入单个模块。（需超级用户）

　　　　rmmod ----- 从运行内核中移除模块。（需超级用户）

　　　　modinfo ---- 从module_objiect_file中显示模块信息。

　　　　modprobe -- 插入模块，类似于insmod,但功能更丰富。可检测模块依赖性，并载入依赖模块。如加选项 -r，则删除模块（类似于rmmod）。

                              （需超级用户）

• 设备管理定义

　　　　热插拔与冷插拔

　　　　sysfs 的目的是把一些原本在procfs 中的，关于装置的部份，独立出来，以‘装置阶层架构’（device tree）的形式呈现。以 ramfs为基础，也是一个只存在于记忆体中的档案系统。其提供一种手段：输出内核数据结构、属性及他们与用户空间的连接。sysfs包含一些目录等级，显示可用硬件设备和模块/驱动的属性。

　　　　可通过运行以下命令访问：

 

mount -t sysfs sysfs /sys

 

扩展阅读：

1. /proc/cpuinfo文件分析，http://www.cnblogs.com/wuzhiwu/articles/2203743.html

2. /proc/interrupts 和 /proc/stat 查看中断的情况，http://blog.csdn.net/richardysteven/article/details/6064717

3. Linux中/proc目录下文件详解，http://bbs.chinaunix.net/thread-2175986-1-1.html

4. lsusb输出内容详细解读，http://hi.baidu.com/zengzhaonong/blog/item/ade3e9241f04f5318744f98c.html

5. 理解lsusb和lspci的输出内容，http://hi.baidu.com/aprilus/blog/item/f9061d91eaef2f81a877a465.html