Заголовки ядра linux что это

Установка Linux-2.4.19

Установка заголовочных файлов ядра

На данном этапе мы не будем компилировать ядро — мы сделаем это после установки всех пакетов. Однако, в связи с тем, что некоторые пакеты требуют заголовочных файлов ядра, мы распакуем ядро, настроим его и скопируем заголовки туда, где их будут искать пакеты при компиляции.

Скопируем заголовки ядра, выполнив следующие команды:

Пояснения команд

ln -s /static/bin/pwd /bin/pwd: В исходных кодах ядра путь к программе pwd прописан как /bin/pwd, поэтому создадим временную символическую ссылку, а в конце удалим ее.

make mrproper: Выполнение данной команды обеспечивает чистое дерево исходников ядра. Команда разработчиков ядра рекомендует выполнять эту команду перед каждой компиляцией ядра, даже если вы только что распаковали исходные коды из tar-архива.

make include/linux/version.h и make symlinks: Создадим файл include/linux/version.h file и символическую ссылку include/asm для конкретной платформы.

mkdir /usr/include/asm , cp include/asm/* /usr/include/asm и cp -R include/asm-generic /usr/include: Эти команды копируют заголовочные файлы ядра ассемблера для конкретной платформы в /usr/include/asm и /usr/include/asm-generic.

cp -R include/linux /usr/include: Эта команда копирует кросс-платформенные файлы заголовков в /usr/include.

touch /usr/include/linux/autoconf.h: Создаем пустой файл autoconf.h. Так как на данном этапе мы не конфигурируем ядро, необходимо вручную создать этот файл для некоторых заголовочных файлов ядра, использующих его, чтобы избежать ошибок при компиляции.

Почему мы копируем заголовки ядра, а не создаем для них символические ссылки?

Раньше было принято создавать символические ссылки директорий /usr/include/ на /usr/src/linux/include/ . Однако, это была плохая идея, как объясняет Линус Торвальдс в списке рассылки ядра Linux (Linux Kernel Mailing List, отрывок):

Наиболее важная часть сообщения Линуса заключается в том, что файлы заголовков должны быть именно теми, с которыми компилировался пакет glibc. Это те заголовки, которые следует использовать в будущем при компиляции других пакетов, т.к. именно они соответствуют файлам библиотек объектного кода. Копируя заголовки, мы удостоверяемся, что они останутся доступными, если позже мы решим обновить ядро.

Заметьте, что нет ничего страшного в том, что исходные коды ядра находятся в директории /usr/src/linux. Главное, чтобы у вас не было символических ссылок /usr/include/ .

Содержимое Linux

Последняя проверка: версия 2.4.18.

Файлы поддержки

Ядро Linuxи и его заголовочные файлы

Описания

Ядро Linux

Ядро — основа любой системы Linux. Когда компьютер включается и загружает Linux, первое, что загружается — ядро. Ядро инициализирует аппаратные компоненты системы: последовательные и параллельные порты, звуковые и сетевые карты, контроллеры IDE и SCSI и многое другое. In a nutshell the kernel makes the hardware available so that the software can run.

linux kernel headers

Это файлы, которые мы копируем в /usr/include/ в 5-й главе. Они должны соответствовать тем, с которым был скомпилирован glibc, и поэтому не должны быть заменены при смене ядра. Они имеют ключевое значение для компиляции многих программ.

Зависимости Linux

Последняя проверка: версия 2.4.17.

Bash: sh
Binutils: ar, as, ld, nm, objcopy
Fileutils: cp, ln, mkdir, mv, rm, touch
Findutils: find, xargs
Gcc: cc1, collect2, cpp0, gcc
Grep: grep
Gzip: gzip
Make: make
Gawk: awk
Modutils: depmod, genksyms
Net-tools: dnsdomainname, hostname
Sed: sed
Sh-utils: basename, date, expr, pwd, stty, uname, whoami, yes
Textutils: cat, md5sum, sort, tail

Источник

Как установить заголовочные файлы ядра в Linux

Когда вы компилируете драйвер устройства как модуль ядра, вам необходимы установленные заголовочные файлы ядра. Также они требуются, если вы собираете пользовательское приложение, которое взаимодействует напрямую с ядром. При установке заголовочных файлов ядра, необходимо убедиться, что их версия совпадает с версией ядра установленного в системе.

Если версия вашего ядра не менялась после установки дистрибутива, или вы обновляли его с использованием системного менеджера пакетов (то есть apt-get, aptitude или yum) из системных репозиториев, то заголовочные файлы вы также можете установить с помощью пакетного менеджера. Однако если вы скачивали исходный код ядра и компилировали его самостоятельно, то заголовочные файлы необходимо устанавливать с помощью команды make.

Здесь мы предполагаем, что ваше ядро установлено из основного системного репозитория вашего дистрибутива, и вы хотите установить соответствующие заголовочные файлы ядра.

Установка заголовочных файлов ядра в Debian, Ubuntu или Linux Mint

Если вы не компилировали ядро вручную, то можете установить соответствующие заголовочные файлы ядра с помощью команды apt-get.
Сначала проверьте, не установлены ли уже требуемые заголовочные файлы с помощью команды:

Теперь установите заголовочные файлы, как показано ниже.

Проверьте, что установка прошла успешно.

По умолчанию в Debian, Ubuntu или Linux Mint заголовочные файлы находятся в /usr/src.

Установка заголовочных файлов ядра в Fedora, CentOS или RHEL

Если вы не обновляли ядро вручную, то можете установить соответствующие заголовочные файлы ядра с помощью команды yum.
Сначала проверьте, не установлены ли уже требуемые заголовочные файлы. По умолчанию заголовочные файлы ядра расположены в /usr/src/kernels/.
Если подходящих заголовочных файлов не установлено, вы можете установить их с помощью команды yum. Она автоматически найдет подходящий пакет.

Если заголовочные файлы ядра, установленные с помощью вышеприведенной команды, не соответствуют установленному в системе ядре, значит оно устарело. В этом случае обновите ядро системы до последней версии с помощью приведенной ниже команды. После обновления необходимо перезагрузить систему.

Теперь проверьте, что установлены заголовочные файлы соответствующей версии с помощью команды:

Источник

Linux.yaroslavl.ru

Linux From Scratch: Версия 5.0
Назад	Глава 6. Установка основных системных программ	Далее

Установка заголовков Linux-2.4.22

Описание Linux

Ядро Linux — это основа любой Linux системы. Это то, что делает Linux собой. Когда компьютер включается и загружает систему Linux, самым первым загружается ядро. Ядро инициализирует аппаратные компоненты: последовательные и параллельные порты, звуковые карты, сетевые карты, контролеры IDE, контролеры SCSI и много чего еще. Собственно, ядро делает доступным аппаратные элементы cbcntvs и позволяет запускаться программам.

Устанавливаемые файлы: ядро и заголовки ядра

Зависимости установки Linux

Linux зависит от: Bash, Binutils, Coreutils, Findutils, GCC, Glibc, Grep, Gzip, Make, Modutils, Perl, Sed.

Установка заголовков ядра

На данном этапе мы не будем компилировать ядро — мы сделаем это после установки всех пакетов. Однако, в связи с тем, что некоторые пакеты требуют заголовочных файлов ядра, мы распакуем ядро, настроим его и скопируем заголовки туда, где их будут искать пакеты при компиляции.

Важно отметить. что файлы в директории с исходниками ядра не являются файлами с владельцем root. Когда вы распакуете пакет как пользователь root (как это происходит здесь, в среде chroot), конечные файлы будут иметь ID владельца и группы как на компьютере, где создавался пакет. Это обычно не создает проблемы для любых других пакетов потому, что вы обычно удаляете директорию с исходниками после установки. Но директории с исходниками ядра Linux будут еще нужны очень долго, и может получиться, что какой-либо пользователь вашей системы получит доступ к исходникам ядра.

Чтобы исправить это, запустите команду chown -R 0:0 в директории linux-2.4.22 чтобы убедиться, что владельцем всех файлов оттуда будет root.

Подготовим заголовки к установке:

Это гарантирует нам, что дерево с исходниками ядра будет абсолютно «чистым». Команда разработчиков ядра рекомендует выполнять эту команду перед каждой компиляцией ядра. Вы не можете быть абсолютно уверены в чистоте дерева исходников ядра даже после распаковки.

Создадим файл include/linux/version.h:

Создадим платформо-зависимую ссылку include/asm:

Установим платформо-зависимые файлы заголовков:

Установим кросс-платформенные файлы заголовков:

Некоторые из заголовков ядра используют файл заголовков autoconf.h. Поскольку мы пока не сконфигурировали ядро, нам надо создать этот файл для того, чтобы компиляция следующих пакетов не закончилась ошибкой. Создадим пустой файл autoconf.h:

Почему мы копируем заголовки ядра, а не создаем для них символические ссылки?

Раньше было принято создавать символические ссылки директорий /usr/include/ на /usr/src/linux/include/. Однако, это была плохая идея, как объясняет Линус Торвальдс в списке рассылки ядра Linux (Linux Kernel Mailing List, отрывок):

Наиболее важная часть сообщения Линуса заключается в том, что файлы заголовков должны быть именно теми, с которыми компилировался пакет glibc. Это те заголовки, которые следует использовать в будущем при компиляции других пакетов, т.к. именно они соответствуют файлам библиотек объектного кода. Копируя заголовки, мы удостоверяемся, что они останутся доступными, если позже мы решим обновить ядро.

Заметьте, что не страшно если исходники ядра находятся в /usr/src/linux, главное, чтобы у вас не было ссылок на /usr/include/ .

Источник

Что такое заголовки ядра Linux? [Дубликат]

Я знаю, что если я хочу скомпилировать свое собственное ядро ​​Linux, мне нужны заголовки ядра Linux, но для чего они хороши?

Я узнал, что в /usr/src/ , похоже, есть десятки файлов заголовков C. Но какова их цель, они напрямую не включены в источники ядра?

3 ответа

Файлы заголовков определяют интерфейс: они определяют способ определения функций в исходном файле.

Они используются таким образом, чтобы компилятор мог проверить правильность использования функции в качестве сигнатуры функции (возвращаемое значение и параметры) в файле заголовка. Для этой задачи фактическая реализация функции не требуется.

Вы можете сделать то же самое со всеми исходными файлами ядра, но вы установите много ненужных файлов.

Пример: если я хочу использовать функцию

в программе мне не нужно знать, как реализована реализация foo , мне просто нужно знать, что она принимает один param ( double ) и возвращает целое число.

Как указано, файлы заголовков определяют интерфейсы для функций, а также структуры, используемые программами.

В случае файлов заголовков ядра эти функции и структуры находятся внутри самого ядра.

Если вы создаете полное ядро, то, очевидно, вам нужны полные исходные файлы, а не только заголовки. Однако, если вы компилируете драйвер устройства или другой загружаемый модуль, который подключается к ядру, вам нужны только файлы заголовков, поэтому вы можете сэкономить место, не устанавливая полные источники.

Разделение пакетов так, что вы можете установить только файлы заголовков, частично исторически, поскольку разница в использовании диска была существенной, когда диски были меньше. В наши дни весь источник на диске (без необходимости) не будет основным соображением на диске.

Термированные заголовочные файлы происходят из языка программирования C , используемого при написании ядра Linux.

Чтобы объяснить это с очень высокого уровня .

В C перед использованием необходимо иметь декларацию вперед функции. Другими словами, описание функции, ее параметров и возвращаемых данных. Общепринятой практикой является включение всех форвардных деклараций в один файл с заголовком . Файлы исходного кода для других программ могут затем include этот заголовок и иметь доступ ко всем функциям исполняемого исполняемого файла программы после его компиляции .

Файлы заголовков Linux являются файлами .h , которые содержат функции, которые предоставляет ядро ​​Linux, которые могут быть вызваны из других программ .

Источник

Анатомия GNU/Linux

Какое-то время назад на Хабре была небольшая волна постов на тему «Почему я [не] выбрал Linux». Как порядочный фанатик я стриггерился, однако решил, что продуктивнее что-нибудь рассказать о своей любимой системе, чем ломать копии в комментариях.

У меня сложилось впечатление, что многие пользователи GNU/Linux слабо представляют, из чего сделана эта операционная система, поэтому утверждают, что она сляпана из попавшихся под руку кусков. В то же время, архитектура большинства дистрибутивов является устоявшейся и регламентируется рядом стандартов, включая стандарт графического окружения freedesktop.org и Linux Standard Base, расширяющий стандарты Unix. Мне при знакомстве с GNU/Linux несколько лет назад для погружения не хватало простой анатомической карты типичного дистрибутива, поэтому я попробую рассказать об этом сам.

Загрузчик

Сеанс операционной системы начинается с загрузчика, как театр с вешалки. Дефолтным загрузчиком сегодня является GNU GRUB, известный так же как GRUB 2. По-прежнему доступна первая ветка, называемая теперь «GRUB Legacy». Другой загрузчик с давней историей — Syslinux.

Задача загрузчика — инициализировать ядро Linux. Для этого, в общем случае, нужно знать, где ядро лежит, и уметь прочитать это место (раздел Ext4, скажем). Ядру в помощь загрузчик обычно так же подтягивает начальный образ загрузки, о котором скажем позже. GRUB умеет много прочего, типа построения весьма сложных меню и чейнлоадинга других загрузчиков (Windows Boot Manager например). GRUB имеет конфигурационный синтаксис, отдалённо напоминающий шелл, и расширяется модулями.

GRUB велик и могуч, порой даже слишком, и встраиваемые системы часто используют компактный Das U-Boot.

Могучий Linux («не оставляй нас, монолит!»). Ядро операционной системы, созданное, чтобы работать с POSIX-совместимыми окружениями. Обычно лежит в /boot/ и содержит в названии слово vmlinuz , где «vm» напоминает нам о поддержке виртуальной памяти, а «z» указывает, что файл сжат.

В рамках одного дистрибутива может поддерживаться несколько вариантов ядра, например:

mainline («основное»);

LTS (с расширенной поддержкой);

rt (патченное для поддержки исполнения в режиме реального времени);

с различными патчами для повышения производительности или защищённости (zen, hardened etc);

libre (почищенное от проприетарных блобов ядро, ожидаемо поддерживающее мало оборудования).

совсем экзотичные варианты с не-Linux ядром типа Debian GNU/Hurd (с ядром GNU Hurd) и Debian GNU/kFreeBSD (с ядром FreeBSD соответственно). Это уже, конечно, не GNU/Linux.

Начальный образ загрузки

Начальный образ загрузки известен так же как initrd и initramfs. Представляет собой архив с образом файловой системы, развёртываемой в оперативную память в начале процесса загрузки. Несёт в себе различные драйверы и скрипты, позволяющие инициализировать оборудование и смонтировать файловые системы.

Содержимое начального образа загрузки зависит от версии ядра и потребностей пользователя (кто-то использует ZFS, а у кого-то корень зашифрован LUKS). Поэтому образ не поставляется в дистрибутивах. В дистрибутивах поставляются фреймворки для создания начальных образов по мере необходимости. Так, обычно создание свежего образа инициируется при обновлении ядра. Вот несколько популярных фреймворков:

initramfs-tools — детище Debian.

Dracut (произносится созвучно с сушёной кошкой) — в RHEL и производных (CentOS, Scientific Linux etc.). Наиболее гибкий и современный инструмент из перечисленных, если спросите меня.

mkinitcpio поставляется в Archlinux, хотя мейнтейнеры подумывают о Dracut, который уже включён в репозиторий и установочные образы.

make-initrd — свой путь у замечательного отечественного дистрибутива Alt Linux.

Тут же упомянем Plymouth, размещаемый в начальном образе. Это заставка (сплэш-скрин), позволяющая заменить вывод ядра при загрузке на произвольную анимированную картинку, например логотип дистрибутива, что принято в «дружелюбных к пользователю»™ дистрибутивах типа Ubuntu и Fedora.

Система инициализации — это пастырь процессов. Она стартует раньше всех и имеет PID 1. Она определяет уровень запуска системы и жизненный цикл большинства служб. Независмо от того, что за система инициализации представлена, она предлагает исполняемые файлы /sbin/init (или /usr/bin/init , или в том же духе, ну вы поняли).

Холиварный элемент. Много лет с нами была Sysvinit, пришедшая из варианта ОС Unix System V. Sysvinit полагалась в огромной степени на скрипты инициализации. Служил этот инит, в общем, исправно, но постепенно некоторым инженерам стало мозолить глаза последовательное исполнение скриптов и собственно скрипты, известные в жарких спорах за свою распростёртость как «баш-портянки». В конце 00-ых-начале 10-ых как грибы после дождя расплодились альтернативные системы инициализации: OpenRC от Gentoo, Upstart от Canonical, Systemd от Red Hat за авторством Леннарта Поттеринга. В конце концов по причинам техническим и политическим всех сожрала Systemd. Её восхваляют и ненавидят. Восхваляют в основном за простой и лаконичный синтаксис служб. Так, скрипт запуска веб-сервера Apache для классического инита занимает 153 строки включая комментарии, а файл службы из пакета apache в Arch Linux — 15 строк. Недолюбливают в основном за то, что эта система инициализации подрабатывает ещё и резолвером, планировщиком, менеджером сети, менеджером монтирования и Бог весть ещё чем, попирая дзен Unix.

Командная оболочка

Командная оболочка, она же командный интерпретатор или просто шелл. Неискушённый пользователь скажет — «в гробу я этот шелл видал, можно в графическом режиме жить», и будет неправ, поскольку шелл прописан в стандарте POSIX и необходим для работоспособности системы. Есть понятие «оболочка входа» (login shell) — это первый процесс, запускамый при входе пользователя. Он подтягивает опции и переменные окружения из конфигурационных файлов, все последующие процессы запускаются в контексте этого шелла. Что будет запущено в качестве оболочки входа, определяется в /etc/passwd .

Наиболее распространены сегодня следующие оболочки:

Bourne shell (sh) — «тот самый шелл», сложно найти дистрибутив без него.

Bourne again shell (bash) — принят по умолчанию в качестве пользователькой оболочки в большинстве GNU/Linux дистрибутивов и предлагает ряд удобств по сравнению с sh.

Debian Almquist shell (dash) — компактная облочка, совместимая с sh. Традиционно используется в Debian, где /usr/bin/sh на неё ссылается.

Z shell (zsh) — похож на bash, но предлагает оригинальные фишечки для интерактивного ввода. Редко идёт из коробки, но обычно поставляется в репозитории.

BusyBox — утилита для встраиваемых систем, которая предоставляет целое пользовательское окружение, в том числе — POSIX-совместимый шелл (вызывается так: $ busybox sh ).

Графический сервер

Демон, отвечающий за отрисовку окошек. Золотой стандарт графического сервера — X Window System с нами аж с 1984 года. Это именно стандарт, архитектура и набор протоколов. Реализаций за прошедшие годы была уйма, в каждой собственнической Unix-системе была своя. В GNU/Linux (и BSD) долгое время применялся Xfree86. Теперь с нами X.Org Server, или просто Xorg, он отпочковался от XFree86.

X Window System — мощная и богатая система, так, одна из возможностей — сетевая прозрачность. Вы можете запустить на своём хосте графическое приложение с другой машины, даже когда на той машине графический сервер не запущен. При помощи SSH это можно сделать, например, так (может потребоваться небольшая донастройка sshd):

Надо сказать, терминология X Window System контринтуитивна: клиентом называется графическое приложение, а сервером — отрисовывающее. На этот счёт прошлись в классической монографии «The UNIX-HATERS Handbook».

Другая возможность X, отрисовка графических примитивов и текстовых глифов, использовалась в старые времена, когда мужчины были мужчинами и рисовали окошки сами, без тулкитов.

В окружениях рабочих столов активно используется X keyboard extension, расширение, отображающее нажатие клавиш на различные раскладки.

«Иксам» пророчат скорую кончину. Именно обширность и сложность стандарта побудила разработчиков СПО начать работу над новым стандартом — протоколом Wayland. Wayland достиг определённой стадии зрелости и с переменным успехом внедряется дистрибутивами как графический сервер по умолчанию. Тем не менее, проект Wayland начат в 2008 году, а стандарт X ещё не спешит уходить с голубых экранов.

Оконный менеджер Weston

На скриншоте Weston — эталонная реализация композитного менеджера Wayland. Умеет крутить окошки. А ещё его можно запустить внутри другого рабочего стола, просто выполнив в терминале weston .

После старта графический сервер обслуживает иерархию окон. Существует понятие «корневое окно» (root window), оно, в свою очередь, «владеет» окнами панелей, приложений. Окна приложений «владеют» своими модальными окнами. Обычно обои рабочего стола отрисовываются в корневом окне.

Дисплейный менеджер

Не вполне интуитивно названные, дисплейные менеджеры (DM) рисуют для нас приветливое окошко входа в систему. Обычно, помимо ввода логина и пароля, они позволяют выбрать сессию (при наличии выбора в вашей системе) и задать язык сеанса. Дисплейные менеджеры делают плюс-минус одну и ту же нехитрую работу, их многообразие оправдано консистентностью с различными средами рабочего стола (что зависит, по большей части, от графического тулкита и утилит настройки). Можно жить без дисплейного сервера, как в старые добрые времена. Для этого потребуется настроить ваш

/.xinitrc на запуск необходимого сеанса рабочего стола. Это позволит входить через ядерную консоль и запускать рабочий стол командой startx .

Жизнь без DM Жизнь c SDDM

Типичные представители дисплейных менеджеров:

GDM из набора GNOME;

SDDM из комплекта KDE;

LightDM — универсальный вариант;

FlyDM — из поставки Astra Linux.

Окружение рабочего стола

Окружения рабочего стола (DE) состоит из ряда стандартных компонентов, таких, как:

панель с треем и меню запуска приложений;

хранитель экрана, он же блокировщик экрана;

браузер, которым никто не пользуется;

почтовый клиент (у зажиточных окружений);

Два могучих окружения, GNOME и KDE, сражаются за сердца простых пользователей, а остальные массовые десктопы им завидуют нередко пользуются их наработками. Некоторые хардкорные пользователи предпочитают собирать окружение рабочего стола самостоятельно на базе оконных менеджеров типа Awesome и i3.

Оконный менеджер Window Maker

На скриншоте оконный менеджер Window Maker из состава GNUstep. GNUstep воспроизводит окружение NeXTSTEP. Поставляется в репозиториях большинства дистрибутивов.

Графические тулкиты

Графический тулкит — библиотека или фреймворк, упрощающая рисование формочек и кнопочек, причём в едином стиле. То, чем занимается Windows Forms на ОС другого производителя, а так же занимался некогда полулярный Motif на старых юниксах (Open Motif доступен поныне).

Флагманами в этой категории долгое время были и остаются GTK и Qt. GTK родился как тулкит для свободного графического редактора GIMP и позже переполз под крыло GNOME. Написан на чистом C с классами, имеет официальные байндинги к Python и C++, а ещё породил целый язык общего назначения Vala. Qt — изначально коммерческий проприетарный тулкит, сейчас является свободным ПО (но по-прежнему коммерческим). Написан на C++ с размахом, заменяя стандартную библиотеку и кучу других библиотек и предлагая метаобъектный компилятор (кодогенератор). Имеет байндинги к куче языков. KDE гордо зиждется на этом великолепии.

Графическое API

Mesa — это каркас для видеовывода. Меза предоставляет API OpenGL и, с не столь давних пор, Vulkan (и несколько других API типа VDPAU и VAAPI). Можно сказать, что Mesa берёт на себя вопросы графики, которыми обычно занимается DirectX в ОС другого производителя.

Безопасность

Обширная часть системы, и я недостаточно компетентен, чтобы в неё углубляться, тем не менее, обзорно рассмотрим.

PAM — Pluggable Authentication Modules — модульная система авторизации. Отвечает, как понятно из названия, за авторизацию пользователей в системе, причём разными способами. Через PAM авторизуются в том числе доменные пользователи, в таком случае PAM действует в связке с имплементацией Kerberos (обычно MIT’овский krb5), поскольку сам по себе PAM не работает с удалёнными клиентами. Модули представляют собой разделяемые библиотеки (исполняемые файлы с суффиксом so ) и позволяют делать интересные штуки при входе пользователя. Например, можно создавать домашнюю директорию при первом входе ( pam_mkhomedir.so ) или монтировать файловые системы ( pam_mount.so ).

Классическая утилита su и более молодая sudo предназначены для исполнения комманд от имени другого пользователя (по умолчанию root ). Наиболее значимая разница — su требует пароль пользователя, из-под которого вы хотите работать, а sudo — ваш пароль. sudo гибко настраивается, позволяя запускать только определённые команды определённым пользователям из-под других определённых пользователей, как-то так.

Менеджер авторизации Polkit позволяет непривилегированным процессам взаимодействовать с привилегированными. По сути он похож на sudo, но обладает превосходящей гибкостью и предназначен в первую очередь для приложений, в то время как sudo — утилита для пользователя. Правила пишутся, внезапно, на JavaScript’е.

Linux Security Modules (LSM) — фреймворк внутри ядра Linux, позволяющий накладывать на систему дополнительные моде́ли безопасности. Это достигается при помощи мо́дулей безопасности, не путать с модулями ядра. Наиболее популярные модули безопасности — SELinux и AppArmor. Первый явлен миру АНБ и развивается Red Hat, второй рождён в рамках ОС Immunix и сегодня развивается Canonical Ltd. Соответственно, SELinux поставляется в RHEL и производных, а AppArmor — в Ubuntu. Оба модуля имеют сходное назначение и привносят в систему мандатное управление доступом. Оба модуля повышают безопасность системы, не позволяя приложениям делать то, что от них не ожидается. Так, сконфигурированные модули безопасности не дадут веб-серверу шариться по диску вне нескольких ожидаемых директорий. Обратной стороной является необходимость конфигурировать систему безопасности для каждого мало-мальски нестандартно настроенного приложения. Не у многих на это хватает энтузиазма, так что обычно модуль безопасности просто переключается в разрешающий режим.

Антивирусные программы для GNU/Linux существуют, но мне не встречались дистрибутивы, где бы они шли из коробки, кроме специализированных решений для сканирования системы.

Подсистема печати

CUPS — «общая система печати UNIX», рождённая компанией Apple. Система модульная, поддерживает огромное количество устройств и, насколько мне известно, на сегодня не имеет альтернатив. А ещё CUPS имеет веб-интерфейс (по умолчанию на localhost:631).

Морда CUPS

CUPS работает только с печатающими устройствами, сканеры поддерживаются фреймворком SANE. К сожалению, спектр поддерживаемых устройств у SANE не очень широк. Некоторые вендорские драйверы для МФУ обеспечивают одновременно работоспособность сканера и работоспособность принтера через CUPS. Так, например, делает HPLIP от HP Inc. Благдаря HPLIP GNU/Linux может похвастаться отличной поддержкой печатающих устройств от HP. В то же время, HPLIP прикручен к CUPS немного сбоку, и часто проблематично настроить устройства HP только утилитами CUPS, как многие другие принтеры. Приходится использовать hp-setup .

Звуковая подсистема

Продолжительное время основной звуковой подсистемой ядра является ALSA. Некоторые пользователи ошибочно считают, что PulseAudio заменил ALSA. Это не так, PulseAudio — это звуковой сервер, являющийся лишь слоем абстракции, упрощающим управление аудиопотоками. Другим аудиосервером является JACK, который предназначен для профессиональной работы с аудио. Он не столь удобен для пользователя, но обеспечивает низкие задержки и предоставляет гибкую маршрутизацию MIDI-потоков.

Red Hat готовит нам PipeWire на замену PulseAudio и JACK. Следим за событиями.

Межпроцессное взаимодействие

Здесь речь не про низкоуровневые POSIX-штуки типа разделяемой памяти и сокеты. За свой век GNU/Linux повидал несколько подсистем, призванных упростить межпроцессное взаимодействие (IPC) десктоп-приложений. Сейчас правит бал шина сообщений D-Bus, а об остальных позабыли. Для чего это нужно? Например, некая служба посылает в шину сообщение об изменении своего состояния, а апплет панели слушает его и изменяет свой индикатор. Так обычно работают апплеты громкости и клавиатурной раскладки.

Традиционно в различных дистрибутивах GNU/Linux сеть настраивалась скриптами (причём различными). NetworkManager — детище Red Hat, созданное, чтобы править всеми интерфейсами. В годы юности NM вызывал приступы фрустрации у пользователей, но потом всё стало неплохо. NetworkManager позволяет управлять проводными и беспроводными интерфейсами, всевозможными тунелями, виртуальными мостами, VLAN’ами и аггрегированными каналами, причём как при помощи графических фронтендов, так и псевдографического nmtui и текстового nmcli . Вещь удобная и универсальная, в дистрибутивах Red Hat, ожидаемо идёт по умолчанию, в Debian и производных идёт только с рабочим столом, а в «безголовом исполнении» NM опционален. Есть альтернативы попроще, например — Wicd.

Работоспособность WiFi-устройств, как правило, обеспечивает демон WPA supplicant, у которого есть конкурент iwd, написанный ни много ни мало, компанией Intel.

Тут же хочется упомянуть демон Bluez, обеспечивающий работу с Bluetooth-устройствами.

Межсетевой экран

Слава iptables гремит далеко за узким кругом бородатых админов. Это не фильтр сам по себе, а лишь набор утилит в пространстве пользователя, работающий с подсистемой Linux Netfilter. Недавно (в историческом масштабе) добавилась подсистема ядра nftables и соответствующая пользовательская утилита nft. Это было сделано, в первую очередь, для унификации интерфейсов таблиц маршрутизации IPv4, IPv6, ARP и софтовых L2-коммутаторов. В современных дистрибутивах команды iptables являются лишь обёрткой для nftables и не рекомендуются к использованию. В целом, конфиг nft выглядит опрятнее дампа iptables.

Существует пачка высокоуровневых фаерволлов-обёрток над nftables (в том числе графических), так в RHEL и производых из коробки идёт firewalld, а в Ubuntu — UFW.

Пакетный менеджер

Пакетный менеджер — это сердце дистрибутива. Наиболее именитые и с длинной историей — это RPM из мира Red Hat и dpkg из семества Debian. Пример более современного — pacman из Arch Linux. Старожилы RPM и dpkg работают только с локальными пакетами: они их распаковывают, устанавливают и проверяют, что все зависимости удовлетворены. Работой с репозиториями занимаются другие утилиты, являющиеся как бы фронтендом к самому пакетному менеджеру. В RHEL ранее поставлялась утилита yum, на замену которой пришла dnf, в Debian раньше были apt-get и apt-cache, затем их увязали в одну команду apt. Более молодой pacman не имеет видимого пользователю разделения на несколько утилит и предлагает очень простой формат пакетов, которые можно собирать буквально на коленке. Есть и множество других, со своими особенностями. Например nix, который позволяет иметь в системе несколько версий одного пакета.

Новое в исторических масштабах явление — кросс-дистрибутивные системы поставки приложений. Появились в попытке преодолеть ад зависимостей, облегчить труд разработчиков и мейнтейнеров (избавив их от необходимости создавать десятки пакетов под разные версии и ветки GNU/Linux). Наиболее популярные проекты: Flatpack от Gnome, Snap от Canonical и AppImage сам по себе. Они несколько отличаются подходами, но в общем случае обеспечивают установку приложений со всем рантаймом и некоторой степенью изоляции от системы. Штуки удобные, однако подход несколько напоминает традиции тащить все зависимости с устанавливаемой программой в популярной ОС другого производителя. Простоты и порядка в систему не добавляют.

Для перечисленного добра есть красивые обёртки в виде магазинов приложений, два самых ходовых — GNOME Software и KDE Discover.

KDE Discover GNOME Software с фирменной кнопочкой в заголовке окна

Заключение

Краткая результирующая диаграмма:

Современный GNU/Linux в представлении художника

Если присмотреться к перечисленным составляющим GNU/Linux, можно заметить, что львиная доля технологий привносится несколькими крупными организациями. К ним относятся:

проект GNU под эгидой Free Software Foundation;

Red Hat, производитель коммерческого дистрибутива, недавно вошедший в состав IBM;

сообщество kernel.org при поддержке Linux Foundation.

В интернете ради флейма часто вкидывают, мол, поглядите — эти ваши линуксы делают клятые корпорации, где ваше хвалёное сообщество? Я думаю, не стоит противопоставлять отдельных энтузиастов и организации: все они вращают колесо open source. В конце концов, в больших организациях трудятся обычные люди. В итоге мы имеем очень динамичную систему, в которой не без причины компоненты сменяются один за другим, всё это куда-то движется, и, в общем-то, год от года хорошеет. Я надеюсь, в этом очерке удалось дать представление об анатомии GNU/Linux, а может быть и заинтересовать кого-нибудь закопаться поглубже.

Большое спасибо @ajijiadduh, который отловил огромное количество опечаток сразу после публикации, и всем прочим пользователям, указавшим на ошибки.

Правки и предложения вы можете присылать по адресу https://gitlab.com/bergentroll/gnu-linux-anatomy.

Copyright © 2020 Антон «bergentroll» Карманов.

Источник