Linux基础学习（3）系统硬件查询

李博明老师讲的Linux课程笔记。

系统为debian系统，主要内容包括：如何查看硬件信息。

正确的硬件认识才能做出故障排除。

正确的硬件认识才能做出故障排除

主要的硬件如下：

  1. CPU型号
  2. 存储器（Memory）容量
  3. 硬盘数量与容量
  4. 显卡
  5. 各种硬件型号与驱动（界面卡）

1. 查看CPU型号

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cat /proc/cpuinfo

一般而言，这种信息的都比较长，常转换为.log的日志形式进行查看

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~$ cat /proc/cpuinfo > cpuinfo.log
~$ vim cpuinfo.log
...
...

例1：

树莓派4b：

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processor	: 0
BogoMIPS	: 108.00
Features	: fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xd08
CPU revision	: 3

processor	: 1
BogoMIPS	: 108.00
Features	: fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xd08
CPU revision	: 3

processor	: 2
BogoMIPS	: 108.00
Features	: fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xd08
CPU revision	: 3

processor	: 3
BogoMIPS	: 108.00
Features	: fp asimd evtstrm crc32 cpuid
CPU implementer	: 0x41
CPU architecture: 8
CPU variant	: 0x0
CPU part	: 0xd08
CPU revision	: 3

Hardware	: BCM2835
Revision	: b03114
Serial		: 1000000055f1022c
Model		: Raspberry Pi 4 Model B Rev 1.4

由上文可知：

  1. 树莓派4B为4核心/线程处理器
  2. Hardware：告诉我们树莓派4B的型号是BCM2835

例2：

个人电脑虚拟机：

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processor	: 0
vendor_id	: GenuineIntel
cpu family	: 6
model		: 142
model name	: Intel(R) Core(TM) i5-7200U CPU @ 2.50GHz
stepping	: 9
microcode	: 0xde
cpu MHz		: 2711.999
cache size	: 3072 KB
physical id	: 0
siblings	: 2
core id		: 0
cpu cores	: 2
apicid		: 0
initial apicid	: 0
fpu		: yes
fpu_exception	: yes
cpuid level	: 22
wp		: yes
flags		: fpu vme de pse tsc msr pae mce cx8 apic sep mtrr pge mca cmov pat pse36 clflush mmx fxsr sse sse2 ss ht syscall nx pdpe1gb rdtscp lm constant_tsc arch_perfmon nopl xtopology tsc_reliable nonstop_tsc cpuid pni pclmulqdq ssse3 fma cx16 pcid sse4_1 sse4_2 x2apic movbe popcnt tsc_deadline_timer aes xsave avx f16c rdrand hypervisor lahf_lm abm 3dnowprefetch cpuid_fault invpcid_single pti ssbd ibrs ibpb stibp fsgsbase tsc_adjust bmi1 avx2 smep bmi2 invpcid mpx rdseed adx smap clflushopt xsaveopt xsavec xsaves arat md_clear flush_l1d arch_capabilities
bugs		: cpu_meltdown spectre_v1 spectre_v2 spec_store_bypass l1tf mds swapgs itlb_multihit
bogomips	: 5423.99
clflush size	: 64
cache_alignment	: 64
address sizes	: 43 bits physical, 48 bits virtual
power management:

processor	: 1
...
processor	: 2
...
processor	: 3
...

由上文可知：

  1. 虚拟机有四个线程（processor）
  2. vendor_id：该CPU是Intel做的
  3. model name：CPU型号是i5-7200U；运行速度2.50GHz，这个可以在cpu MHz得到验证。
  4. cpu MHz: CPU的运行速度。一般现代的多核CPU每个核的运行速度是不同的，但是由于此处是虚拟机，故速度相同（文中未列出）。不同的CPU运行速度旨在根据系统需求调整CPU运转速率，当不需要大量的计算的时候，可以节约能耗。
  5. cache size：内存大小为3072KB
  6. siblings：此处告诉我们CPU有两个同胞。如果siblings=cpu cores，说明CPU的超执行绪（ HT, Hyper- Threading）没有打开。如果打开的话，则siblings=2×cpu cores
  7. cpu cores：CPU的核心数
  8. flags：可以认为是CPU支持的指令集，或者说是CPU支持的功能
  9. bugs：指CPU存在的硬件bug；这几个bug是长久以来就存在的了，如今都是使用软件的方式规避掉硬件的bug。（这些bug的存在并不会影响日常使用）
  10. bogomips：Linux对于CPU的测速标准。这个标准并不是准确评判标准。简单而言，该数值越大，CPU跑的越快。

2. 查看磁盘挂载、使用情况

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lsblk
df -kh
free

3. 查看界面卡

拆机查看硬件型号已经成为过去：

  1. 如今的主机大多数已经封装，为了芯片的散热，往往芯片外面有风扇、散热片等，拆机查看硬件型号也更加复杂。
  2. 而且，如见芯片功能愈加强大，音效卡、网卡往往也整合到系统芯片中，如南北桥，此时拆机也看不见具体的硬件型号。

3.1 初步判别

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lspci

由于本人没有Linux实机，只能用虚拟机代替（虚拟机和实体机差别巨大）

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00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX Host bridge (rev 01)
00:01.0 PCI bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX AGP bridge (rev 01)
00:07.0 ISA bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ISA (rev 08)
00:07.1 IDE interface: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 IDE (rev 01)
00:07.3 Bridge: Intel Corporation 82371AB/EB/MB PIIX4 ACPI (rev 08)
00:07.7 System peripheral: VMware Virtual Machine Communication Interface (rev 10)
00:0f.0 VGA compatible controller: VMware SVGA II Adapter
00:10.0 SCSI storage controller: LSI Logic / Symbios Logic 53c1030 PCI-X Fusion-MPT Dual Ultra320 SCSI (rev 01)
00:11.0 PCI bridge: VMware PCI bridge (rev 02)
00:15.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.1 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.2 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.3 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.4 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.5 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.6 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:15.7 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.1 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.2 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.3 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.4 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.5 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.6 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:16.7 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.1 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.2 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.3 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.4 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.5 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.6 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:17.7 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.0 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.1 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.2 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.3 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.4 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.5 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.6 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
00:18.7 PCI bridge: VMware PCI Express Root Port (rev 01)
02:00.0 USB controller: VMware USB1.1 UHCI Controller
02:01.0 Ethernet controller: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE] (rev 10)
02:02.0 Multimedia audio controller: Ensoniq ES1371/ES1373 / Creative Labs CT2518 (rev 02)
02:03.0 USB controller: VMware USB2 EHCI Controller
02:05.0 SATA controller: VMware SATA AHCI controller

对上文进行说明：

  1. Host bridge：北桥（DRAM控制晶片）
  2. PCI bridge：南桥（PCIe控制晶片）。如图所示，如今南桥和北桥已经合并到同一颗晶片中，其生产商为Intel，型号为440BX/ZX/DX-8244BX/ZX/DX
  3. VGA compatible controller：集成显卡型号
  4. Ethernet controller：网卡
  5. USB controller：USB控制器
  6. Multimedia audio controller：音效卡
  7. SATA controller：SATA控制器， 磁盘控制器

3.2 进一步了解——驱动模组

3.2.1 了解不同的界面卡和驱动程序

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lspci -k

结果如下：

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00:00.0 Host bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX Host bridge (rev 01)
	Subsystem: VMware Virtual Machine Chipset
	Kernel driver in use: agpgart-intel
00:01.0 PCI bridge: Intel Corporation 440BX/ZX/DX - 82443BX/ZX/DX AGP bridge (rev 01)
...
...
00:0f.0 VGA compatible controller: VMware SVGA II Adapter
	Subsystem: VMware SVGA II Adapter
	Kernel driver in use: vmwgfx
	Kernel modules: vmwgfx
00:10.0 SCSI storage controller: LSI Logic / Symbios Logic 53c1030 PCI-X Fusion-MPT Dual Ultra320 SCSI (rev 01)
	Subsystem: VMware LSI Logic Parallel SCSI Controller
	Kernel driver in use: mptspi
	Kernel modules: mptspi
...
...
02:00.0 USB controller: VMware USB1.1 UHCI Controller
	Subsystem: VMware USB1.1 UHCI Controller
	Kernel driver in use: uhci_hcd
02:01.0 Ethernet controller: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE] (rev 10)
	Subsystem: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] PCnet - Fast 79C971
	Kernel driver in use: pcnet32
	Kernel modules: pcnet32
02:02.0 Multimedia audio controller: Ensoniq ES1371/ES1373 / Creative Labs CT2518 (rev 02)
	Subsystem: Ensoniq Audio PCI 64V/128/5200 / Creative CT4810/CT5803/CT5806 [Sound Blaster PCI]
	Kernel driver in use: snd_ens1371
	Kernel modules: snd_ens1371
02:03.0 USB controller: VMware USB2 EHCI Controller
	Subsystem: VMware USB2 EHCI Controller
	Kernel driver in use: ehci-pci
02:05.0 SATA controller: VMware SATA AHCI controller
	Subsystem: VMware SATA AHCI controller
	Kernel driver in use: ahci
	Kernel modules: ahci

其中最重要的有两行：

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Kernel driver in use: 模组名称
Kernel modules: 模组名称

其中：

Kernel modules: 指该硬件需要什么样的驱动程序模组才能驱动

Kernel driver in use:目前正在使用这个模组驱动该硬件

如果没有Kernel driver in use，则说明该驱动模组并没有载入。

3.2.2 观察目前系统载入的核心模组

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lsmod

该命令执行的结果，并不按照”字母“排序

如果想要按照”字母“进行排序，则执行（有缺点：标题Module ...也会参与排序）

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lsmod | sort

从结果来看，可以看到上文Kernel driver in use:提到的许多模组。同时可以看到该模组目前有没有被其他模组使用（by栏），这取决了模组之间的相依关系

3.3 载入、删除核心模组

如果我们需要的模组（假设模组名为AAA）没有在lsmod中出现，我们就需要自己安装，执行

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sudo modprobe AAA

如果想要移除，则执行

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sudo rmmod AAA

如果该模组和其他模组有相依关系（其他模组正在使用着该模组），可能无法移除，此时只能将这些模组一并移除。

一般而言，如果模组出了问题，我们不希望通过关机重启的方法进行修复，我们希望使用其他的办法对模组进行修复。

4. 使用dmesg查看系统信息

dmesg报告相当的长，我们一般采用dmesg > filename.log，再利用vi或者vim进行阅读。

4.1 编译核心

如下文

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[    0.000000] Linux version 5.10.42-Release-OPENFANS+20210611-v8 (root@cavium) (gcc-10.2.0 (GCC) 10.2.0, GNU ld (GNU Binutils for Ubuntu) 2.26.1) #1 SMP PREEMPT Fri Jun 11 17:19:45 CST 2021

由上文可知，Linux核心的版本是5.10.42，编译核心的人是root@cavium，使用的是gcc-10.2.0编译的

4.2 CPU信息

（前面也可以看到，这里不赘述）

4.3 网络信息

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[    3.499713] pcnet32 0000:02:01.0 ens33: renamed from eth0

可见，驱动模组是pcnet32

使用lspci -k，可见

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02:01.0 Ethernet controller: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] 79c970 [PCnet32 LANCE] (rev 10)
	Subsystem: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD] PCnet - Fast 79C971
	Kernel driver in use: pcnet32
	Kernel modules: pcnet32

其中，Kernel driver in use是pcnet32

使用lsmod，可见

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Module		Size Used by
pcnet32    45056    0

其中，pcnet32已经被加载

4.3 硬盘信息

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[    4.123960] sd 32:0:0:0: Attached scsi generic sg1 type 0
[    4.123986] sd 32:0:0:0: [sda] 41943040 512-byte logical blocks: (21.5 GB/20.0 GiB)
[    4.124201] sd 32:0:0:0: [sda] Write Protect is off
[    4.124206] sd 32:0:0:0: [sda] Mode Sense: 61 00 00 00
[    4.124770] sd 32:0:0:0: [sda] Cache data unavailable
[    4.124774] sd 32:0:0:0: [sda] Assuming drive cache: write through
[    4.124880] sd 32:0:1:0: Attached scsi generic sg2 type 0
[    4.125500] sd 32:0:1:0: [sdb] 314572800 512-byte logical blocks: (161 GB/150 GiB)
[    4.125659] sd 32:0:1:0: [sdb] Write Protect is off
[    4.125664] sd 32:0:1:0: [sdb] Mode Sense: 61 00 00 00
[    4.125989] sd 32:0:1:0: [sdb] Cache data unavailable
[    4.125995] sd 32:0:1:0: [sdb] Assuming drive cache: write through
[    4.127227]  sda: sda1
[    4.128478]  sdb: sdb1
[    4.138067] sd 32:0:0:0: [sda] Attached SCSI disk
[    4.139102] sd 32:0:1:0: [sdb] Attached SCSI disk

可以看到，一共有两个硬盘：sda、sdb，还可以看到硬盘容量。

5. dmidecode查看系统信息

dmidecode是一个可以解码主机BIOS的DMI/SMBIOS内的信息，输入

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dmidecode

该命令的输出很长，但是十分重要。

5.1 BIOS信息

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BIOS Information
	Vendor: Phoenix Technologies LTD
	Version: 6.00
	Release Date: 07/29/2019
	Address: 0xEA480
	Runtime Size: 88960 bytes
	ROM Size: 64 kB
	Characteristics:
		ISA is supported
		PCI is supported
		PC Card (PCMCIA) is supported
		PNP is supported
		...
		...
	BIOS Revision: 4.6
	Firmware Revision: 0.0

内容包括BIOS的版本（6.00）、厂商（Phoenix Technologies LTD）、释出日期（07/29/2019）、其所支持的版本等等

5.2 主机信息

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System Information
...

5.3 主板信息

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Base Board Information
...

5.4 CPU信息

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2
Processor Information
...

5.5 缓存信息（有相关的补充）

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Cache Information
	Socket Designation: L1
...
Cache Information
	Socket Designation: L2
...

包括一阶缓存、二阶缓存等等…

补充说明：cache（缓存）

image-20220501195400330

电脑的所有指令中，话得时间最长的是存档，之后就是读档。

有些存储器的地址特别常用，就会优先存到Cache中。实际的读写中，由于不同Level的Cache存储的地址不同，于是产生了击中（Hit）和失误（Miss）的概念。

5.6 内存条（tw：记忆体、US：Momery）信息

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Memory Device

小贴士：如果电脑有多个内存条，我们希望购买同一个厂家、同一个型号、同一个批次、同一个容量的内存条，这样搭建的服务器稳定。

等等…信息