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FreeBSD连载(61):其他内核设置选项(1)
 
作者:王波
 
了解了最基本的GENERIC设置文件的内容,使用者就能根据实际情况,将不必要的设置删除,配置一个适合自己硬件的内核。然而GENERIC内核并不能包括更丰富的设置,包括很多支持的硬件种类,或者特定的内核特性等。

  除了上面提到的这些较常用到的选项之外,FreeBSD中还支持一些不常使用的设备和选项,例如一些老式的连接到声卡上的光驱、游戏杆等,FreeBSD甚至也支持IP over ATM协议和ATM网卡,千兆以太网卡等最新的网络设备和协议。

  所有的选项均可以在LINT文件中找到对应配置的例子,就需要根据具体硬件将配置增加到用户自己的配置文件中。

  无论增加哪种硬件设备之后,都要检查系统中是否有相应的设备文件存在。通用内核中不存在的设备,缺省也没有生成对应的设备文件。因此需要进入/dev目录中,使用/dev/MAKEDEV命令来产生相应的设备文件。 


调整内核性能

  当运行一台高性能服务器的时候,缺省设置并不能充分发挥内核的所有能力。为了调整系统性能,便需要考虑更多的设置选项。

maxusers 256
options         "MAXMEM=(256*1024)"
options         "MAXDSIZ=(256*1024*1024)"
options         "DFLDSIZ=(256*1024*1024)"
options         NMBCLUSTERS=4096        
options         CHILD_MAX=512           
options         OPEN_MAX=512          
options SMP
options APIC_IO
options SOFTUPDATES
 
 

  由于服务器系统运行在高负载下,需要产生数量巨大的进程数目,并打开相当多的文件。为了提供更好的支持就需要增加系统中表格的大小,这应该增加maxusers设置参数。

  系统启动时首先通过BIOS来检测系统中的内存,但是一般的BIOS最多只能报告64M内存,因此FreeB SD需要自己检测系统中的内存数量。然而系统内存检测并不一定检测到系统中的所有内存,因此需要在内核设置中指定内存大小,MAXMEM选项就用来指定系统物理内存的容量。上例中将系统内存设置为256MB。

  此外,缺省情况下FreeBSD限制每个应用程序使用128MB的内存,这对于一般的应用程序是满足的。但是对于特定的应用程序的服务器,如大容量的新闻组服务器,将占用大量内存,因此就需要增加相应的参数。内核选项MAXD SIZ为最大限制,DFLDSIZ为这个限制的缺省值,那么将应用程序的内存使用限制设为256MB的配置项为上例所示。

  为了增加FreeBSD的网络性能,可以增加NMBCLUSTERS的值,这个设置决定网络界面接收数据时的缓冲mbuf的大小,增加这个值就能使系统能同时响应更多的并发请求,这对于Web等高负载服务器特别重要。CHIL D_MAX定义一个进程能打开的最多子进程数数目,而OPEN_MAX定义一个进程能同时打开的文件描述字的数目,这三个参数为继承自4.4BSD中的设置参数,在FreeBSD下一般不需要调整,因此并没有写在LINT配置文件中,一般情况下,NMBCLUSTERS的缺省值对于高负载服务器略小一些,而CHILD_MAC和OPEN_MAX的缺省值能满足一般的高负载服务器的要求。

  通常这些数值参数需要根据实际情况进行调整,而不应该一味的增大。使用vmstat,netstat,top 等系统工具可以观察系统在实际情况下的运行状态,以决定需要进行哪些调整。

  SOFTUPDATES选项能增加UFS类型的文件系统存取速度,对于大部分种类的网络服务器,系统瓶颈在于磁盘访问速度,而使用这个选项可以改善文件系统的存取性能。这个选项之所以没有被作为缺省设置,主要是因为版权原因。然而为了编译带有SOFTUPDATES选项的内核,还必须手工建立一些符号连接,因为SOFTUPDATES使用的源代码并不直接位于正确的编译路径下,而是位于一个非标准路径下,FreeBSD使用这种方法提醒FreeBSD用户,表示这个部分的版权与BSD版权许可不同,需要单独处理。

# cd /usr/src/sys/ufs/ffs
# ln -s /usr/src/contrib/sys/softupdates/*.[ch] .
 
 

  当建立了上述连接之后,带有SOFTUPDATES选项的内核才能被正确编译,然而即使内核支持这个选项,还需要在文件系统中设置softupdate选项,相应文件系统才能真正使用这个功能,这需要对相应的文件系统使用tunefs命令:

# tunefs -n enable /dev/rda0s1d
 
 

  这个命令只需执行一次就行了,为了避免出现问题,请在系统的单用户模式下执行这个命令。同样可以使用tune fs -n disable可以屏蔽这个功能。

  此外,对于多处理器的服务器系统,还可以使用SMP选项和APIC_IO选项以支持多处理器。

  可以在编译内核时打开更多的优化选项,缺省情况的只能提供十分基本的优化,而且是使用标准版本的gcc 2. 7.2.1来编译系统的。可以安装egcc,并指定更高的优化选项,如-O6和-mPentium,来获得更高级别的优化和利用Pentium芯片专用指令。由于egcc仅仅支持ELF格式的执行文件,因此不能用于3.0之前(包括3 .0-REKLEASE)使用a.out格式内核的系统。

  当使用egcc编译内核时,需要更改执行config后产生的内核目录下的Makefile,需要重新定义C C选项为/usr/local/bin/egcc,并更改优化选项-O为-O -mpentium,但是由于egcc 不支持gcc的编译选项-fformat_externsion,因此还需要更改Makefile引用的/usr/s rc/share/mk/bsd.kern.mk文件,删除这个文件中这个编译选项的定义。

  虽然理论上编译器优化不影响编译结果,但是编译器本身也会存在问题,使得在某些情况下发生错误。尤其对于系统内核,它决定系统的稳定性。因而在编译时采用过高的优化时就要特别小心,极其偶然的情况下会过高优化的内核会造成系统崩溃。因此在正式使用一个优化内核之前,应该保留一个原有的、使用普通优化选项的内核。新内核经过一定时间实际运行的考验,确认没有问题之后才能放心用于正式使用。


声卡设备

  通常对于SoundBlaster兼容的声卡,可以使用的以下配置选项:

controller     pnp0
controller     snd0
device sb0 at isa? port 0x220 irq 7 conflicts drq 1 vector sbintr
options  SBC_IRQ=5
device   sbxvi0  at isa? drq 5
device   sbmidi0  at isa? port 0x330
device   opl0     at isa? port 0x38a
 
 

  其中pnp0控制器是帮助设置ISA接口的PNP声卡的资源,这主要用于使用BIOS为ISA PNP设备分配资源的情况下。但如果不是ISA PNP的声卡,就不需要这个设置,而且如果ISA PNP声卡能设置为非PNP类型,最好将其设置为非PNP类型,ISA总线下的PNP声卡比较难以设置。

  如果系统中安装有DOS的话,可以启动到DOS下,使用该卡的设置程序或一些系统硬件分析软件寻找BIOS分配给ISA PNP卡的资源。

  snd0提供最基本的声卡支持代码,sb0为SoundBlaster兼容声卡驱动程序,要根据声卡的配置参数更改sb0驱动程序的IRQ、DMA以及port数值。改变IRQ值的时候,不仅应该在sb0的配置行中改变,还应该使用SBC_IRQ配置选项。

  sbvxi0也是SoundBlaster 16所需的代码,大部分声称与SoundBlaster兼容的声卡并不能做到完全兼容SoundBlaster 16,最多兼容SoundBlaster或SoundBlaster Pro,因此就不能支持这个设备,只有真正的SoundBlaster 16才能使它发挥作用。sbmidi0为So undBlaster声卡的MIDI接口的驱动程序,很多兼容声卡也不支持这个设备。opl0为SoundBlast er兼容声卡使用的Yamaha OPL-2和OPL-3芯片使用的驱动。

  使用上面的配置选项,设置正确的资源参数,就可以支持soundblaster兼容声卡。但是不同声卡对So undblaster的兼容性不同,因此系统检测时就不能检测到所有的设备,如midi设备或sbvxio0设备,但一般都可以检测到sb0设备,这就能提供基本的声卡设备支持。

  声卡设备还需要相应设备文件snd0的支持:

# cd /dev
# ./MAKEDEV snd0
 
 

  当使用这些选项重新编译好内核,并启动之后,就可以查看声卡系统是否工作正常。首先应使用 dmesg命令查看系统是否侦测出了声卡设备,如果没有侦测出,就可能是硬件参数配置的问题,需要使用 UserConfig更改配置。

# dmesg | grep snb0
snd0:  
snd0:  
snd0:  
snd0:  
 
 

  通过直接读取设备文件sndstat可以查看出当前声卡的状态,根据系统检测出的设备不同,sndstat 报告的系统中安装的驱动也不同,至少应该报告一个soundBlaster设备:

# cat /dev/sndstat
VoxWare Sound Driver:3.5-alpha15-970902 
(Wed Aug  6 22:58:35 PDT 1997 Amancio Hasty@rah.star-gate.com)
Config options: 

Installed drivers: 
Type 1: OPL-2/OPL-3 FM
Type 2: SoundBlaster
Type 6: SoundBlaster16
Type 7: SB16 MIDI

Card config: 
SoundBlaster at 0x220 irq 5 drq 1
SoundBlaster16 at 0xffffffff irq 1 drq 5
SB16 MIDI at 0x330 irq 1
OPL-2/OPL-3 FM at 0x388 irq 1

Audio devices:
0: SoundBlaster 16 4.16

Synth devices:
0: Yamaha OPL-3

Midi devices:
0: SoundBlaster 16 Midi

Timers:
0: System clock

Mixers:
0: SoundBlaster
 
 

  设备文件audio用于声音的输入、输出,如果声卡没有IRQ/DRQ冲突,就能正常使用这个设备,从而可以通过这个设备进行录音和播放声音文件,可以通过标准的操作命令来操作这个设备文件。

# dd if=/dev/audio of=out.au bs=1024 count=10
# cat out.au > /dev/audio
 
 

  此后就可以安装相关的声音应用软件了,这些软件通常位于ports的软件包目录下,例如播放mp3格式的音乐文件的软件mpg123:

# cd /usr/ports/audio/mpg123
# make install
# mpg123 test.mp3
 
 


其他的声卡驱动程序

  除了SoundBlaster声卡之外,FreeBSD还可以支持SoundBlaster AWE 32/ 64、Gravis Ultrasound、Microsoft Sound System、Roland MPU 401、ProAudioSpectrum等声卡。支持这些声卡的驱动也在LINT文件中给出了范例,但这些驱动程序不是单独使用的,需要与上面提到的基本设备sb0相互合作。

  如果计算机上没有声卡,也可以使用个人计算机的喇叭模拟声卡。这样的音响效果并不令人满意,而且也会消耗大量处理器时间,因此应该尽量使用,模拟声卡的设备驱动为pca0。

  有些情况下某些soundblaster声卡使用以上的sd0声卡设备选项并不能正常工作,会遇到IRQ/D RQ的冲突问题。此外还可以使用另一个驱动程序pcm0,这个驱动程序能支持一些sb0不支持的SoundBlast er兼容声卡。当然pcm0的功能相对弱一些,不能支持midi功能。设备sb0能和其他几个设备同时发挥作用,而p cm0设备不能和前面提到的其他设备相互协作,使用pcm0的配置文件应该为: 

controller     pnp0
controller     snd0
device pcm0 at isa? port 0x220 irq 7 drq 1 vector pcmintr
 
 

  有时由于pnp设置资源的问题,使得pcm驱动将声卡识别为第二个设备pcm1,而报告pcm0与pcm1存在冲突,此时可以简单的建立设备snd1,而忽略pcm0的冲突信息,此后就一直使用snd1作为声卡设备。


设置ISA PNP声卡

  为了给PNP声卡设置正确的资源值,可以在UserConfig中的命令行方式下搜寻PNP设备、配置PNP 设备的硬件参数。如同在前面提到的,对PNP设备需要在UserConfig的命令行方式下使用pnp命令进行设置。为了保留这个设置,每次启动时都自动进行设置,就需要将设置写入根文件系统中的一个设置文件中,例如/kernel.config,例如对于Soundblaster Vibrx16,执行的pnp命令及写入kernel.config的内容包括:

pnp 1 0 os enable irq0 5 drq0 0 drq1 1 port0 0x220 port1 0x300 port2 0x388
pnp 1 1 os enable port0 0x201
quit
 
 

  由于pnp命令就为pnp设备分配了资源,那么内核配置文件中的pcm0使用的参数设置就要与它相一致。

  当设置完kernel.config中,还需要设置Boot Loader的资源文件/boot/boot.rc文件,使其能在启动时自动执行设置命令。

load /kernel
load -t userconfig_script /kernel.config
autoboot
 
 

  由于个人计算机上的声卡种类相当多,而FreeBSD支持的声卡类型相对较少,如果用户计算机使用的声卡与FreeBSD支持的类型都不兼容,也可以考虑使用FreeBSD下的商业声卡驱动,商业驱动程序能够支持更多类型的硬件。Opensound是FreeBSD下的一种商业声卡支持驱动,其主页是http://www.4front.com。
 
来源:http://freebsd.online.ha.cn/

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