Guide pratique du Plug-and-Play

Merci de m'indiquer toute erreur, que ce soit dans les faits, les opinions, la logique, l'orthographe, la grammaire, la clarté, les liens, et cætera. Mais tout d'abord, si la date du document est vieille de plus de quelques mois, vérifiez que vous possédez bien la dernière version. Envoyez-moi toute information que vous trouvez intéressante pour ce document.

Je n'ai pas encore étudié le code utilisé par les différents pilotes Linux et par le noyau pour implémenter le Plug-and-Play. Mais, j'ai commencé à jeter un œil, notamment aux commentaires. Donc, ce guide pratique est encore incomplet. Il devrait expliquer plus en profondeur le « hot swapping », le « hot-plug » et le nouveau logiciel PnP du noyau 2.6. Et il ne couvre pas le firewire. Il comporte certainement quelques erreurs (faites-moi savoir où je me trompe). Dans ce guide pratique, j'ai utilisé deux points d'interrogation (??) pour signaler que je n'ai pas vraiment la réponse.

De nouvelles versions du guide pratique Plug-and-Play devraient apparaître fréquemment et seront disponibles à la navigation et en téléchargement sur les sites miroirs du LDP. Pour une liste des sites miroirs, voir http://www.tldp.org/mirrors.html. Différents formats sont disponibles. Si vous voulez seulement vérifier rapidement la date de la dernière version, regardez sur http://www.traduc.org/docs/howto/lecture/Plug-and-Play-HOWTO.html. La version que vous lisez actuellement est la traduction française de la v1.14, de mars 2006.

Pour un historique des révisions complet, voir le fichier source (dans son format DocBook SGML) sur http://cvsview.tldp.org/index.cgi/LDP/howto/linuxdoc/Text-Terminal-HOWTO.sgml en cliquant sur text ou voir le fichier source (dans son format linuxdoc) sur http://www.ibiblio.org/pub/linux/docs/HOWTO/other-formats/sgml/Plug-and-Play-HOWTO.sgml.gz.

Le Plug-and-Play (PnP) est un système détectant automatiquement les périphériques tels que les disques, les cartes son, les cartes réseau, les modems, et cætera. Il trouve tous les périphériques du bus PCI et tous les périphériques supportant PnP sur l'ancien bus ISA. Avant PnP, beaucoup de périphériques étaient automatiquement recherchés en utilisant des méthodes non PnP mais n'étaient pas trouvés quelque fois. PnP fournit un moyen de trouver tous les périphériques supportant PnP. Il réalise aussi une configuration de bas niveau de ces périphériques. Les périphériques non PnP (et les périphériques PnP ayant été correctement configurés avec PnP) peuvent souvent être détectés par des méthodes n'utilisant pas PnP. Le bus PCI a été conçu pour le PnP alors que le vieux bus ISA ne l'a pas été à ses origines mais son support lui a été ajouté plus tard. Donc, souvent, PnP est utilisé pour signifier uniquement PnP pour l'ancien bus ISA. Par exemple, lorsque vous apercevez au démarrage des messages d'isapnp du style : « Plug & Play device », cela signifie seulement qu'il y a un périphérique ISA PnP. Dans ce guide pratique, nous traitons à la fois le PnP du bus ISA et du bus PCI.

Avec le temps, le noyau Linux améliore son support de PnP. À la fin du 20è siècle, on pouvait dire que Linux n'était pas un système d'exploitation PnP. Mais il est dit qu'avec la version 2.6 du noyau, Linux est maintenant totalement compatible avec PnP (en supposant que le noyau est construit avec le support de PnP). Bien que le système PnP n'est pas centralisé comme cela peut l'être avec MS Windows (et son registre), le PnP Linux décentralisé semble fonctionner correctement.

Linux conserve la trace des affectations de ressources demandées par les pilotes de périphériques et refuse toute requête s'il estime que cela causerait un conflit. Le noyau fournit aussi des programmes que les pilotes de périphériques peuvent appeler pour effectuer leurs opérations de plug-and-play. Le noyau lit aussi tous les registres de configuration de tous les périphériques PnP et maintient leur tables que les pilotes de périphériques peuvent consulter. Cette table aide les pilotes à trouver leur matériel. Le noyau 2.6 fournit aussi un meilleur support pour le « hot-plug ».

Le BIOS de votre PC travaillera certainement un peu pour le plug-and-play. Donc, si tout fonctionne en harmonie avec PnP, vous pouvez utiliser votre ordinateur sans avoir besoin de tout connaître sur le plug-and-play. Mais, si certains périphériques supportés par Linux ne fonctionnent pas (parce qu'ils n'ont pas été repérés par Linux ou parce qu'ils ont été mal configurés), vous aurez besoin de lire au moins une partie de ce guide pratique. Vous en apprendrez sur le PnP mais aussi sur la façon dont la communication prend place dans un ordinateur. Si vous avez un ordinateur moderne avec un bus PCI mais sans bus ISA, vous pouvez passer les parties sur le bus ISA.

Si vous avez des problèmes avec un périphérique, regardez les messages affichés lors du démarrage (remontez la liste avec Shift-PageUp). Si cela n'affiche pas aussi les messages du lancement, à partir du BIOS, utilisez la touche Pause (voir la section intitulée « Messages de démarrage »).

Vérifiez que vous utilisez le bon pilote pour un périphérique et que ce pilote est trouvé et utilisé. Si le pilote est un module, tapez insmod (en tant qu'utilisateur privilégié) pour voir s'il est chargé (et utilisé). Si ce n'est pas un module, alors il doit être intégré au noyau.

Ce guide pratique ne couvre pas le problème de la recherche et de l'installation de pilotes de périphériques. Peut-être qu'il devrait. Un des problèmes possibles est qu'une carte (ou un autre périphérique physique) peut ne pas dire le type de composants qu'elle utilise. Le nom du pilote correspond souvent au nom de la puce et non pas au nom de la marque. Une façon de commencer la vérification du pilote est de regarder s'il en est question dans la documentation du noyau, dans un autre guide pratique ou plus généralement sur Internet. Attention : de telles documentations peuvent ne plus être à jour.

Les ordinateurs disposant de bus PCI (et sans bus ISA) ont significativement réduit le nombre de points posant problèmes. Concernant le bus ISA et le manque de support au niveau noyau pour l'ISA PnP (avant le noyau 2.4), beaucoup de choses posaient problèmes. Rappelez-vous que, parfois les problèmes semblant être relatifs à PnP sont dûs en réalité à un matériel défectueux ou à un matériel non conforme aux spécifications PnP.

Si vous ne comprenez pas cette section, lisez Périphériques matériels et la communication avec ces derniers.

En simplifiant à l'extrême, Plug-and-Play indique aux pilotes de périphériques où trouver les différents matériels (périphériques) tels que modems, cartes réseau, cartes son, et cætera. La tâche du Plug-and-Play est de faire correspondre les périphériques physiques avec les logiciels (pilotes de périphériques) qui les font fonctionner, et d'établir des canaux de communication entre chaque périphérique physique et son pilote. Pour ce faire, PnP alloue les « ressources bus » suivantes aux matériels : adresses d'entrée/sortie, plages mémoire, IRQ, canaux DMA (uniquement pour les bus LPC et ISA). Ces quatre dernières sont parfois appelées des ressources de premier ordre ou simplement des ressources. PnP maintient un enregistrement de ce qu'il fait et autorise l'accès à ces informations aux pilotes de périphériques. Si vous ne comprenez pas ce que sont ces quatre ressources bus, lisez les sous-sections suivantes de ce guide pratique : Adresses d'entrée/sortie, IRQ, Canaux DMA, Régions mémoire. Un article de la Linux Gazette parle de trois des ressources bus. Il est disponible sur Introduction aux IRQ, DMA et adresses de base (NdT : une traduction française est disponible sur traduc.org). Une fois que ces ressources bus ont été assignées (et si le bon pilote est installé), le pilote actuel et ses « fichiers » du répertoire /dev sont prêt à être utilisés.

Cette méthode d'affectation PnP des ressources bus est parfois appelée « configuration » mais il s'agit seulement d'une configuration bas-niveau. Le répertoire /etc comprend beaucoup de fichiers de configuration mais un grand nombre d'entre eux ne concernent pas la configuration de PnP. Donc, la grande majorité des configurations de périphériques physiques n'a rien à voir avec PnP ou les ressources bus. Par exemple, l'initialisation d'un modem par une phrase d'initialisation ou la configuration de sa vitesse ne concerne pas PnP. Donc lorsque nous parlons de PnP, la configuration ne concerne qu'un seul type de configuration. Alors que d'autres documentations (telles que celles pour MS Windows) appellent les ressources bus « ressources », j'ai utilisé le terme de ressources bus au lieu du simple « ressources » pour les distinguer des nombreux autres types de ressources.

PnP est un long processus réalisé par différents logiciels et matériels. Si seul un programme gérait PnP sur Linux, cela serait simple. Mais, avec Linux, chaque pilote de périphérique fait son propre PnP en utilisant le logiciel fourni par le noyau. Le matériel du BIOS du PC utilise PnP au démarrage du PC. Et il y a bien plus que cela.

Un ordinateur est composé d'un processeur (CPU) réalisant les opérations et de mémoire vive (RAM) pour stocker les programmes et les données (en accès rapide). De plus, il existe de nombreux périphériques tels que différents types de disques, une carte vidéo, un clavier, des périphériques réseaux, des cartes modem, des périphériques sons, le bus USB, les ports séries et parallèles, et cætera. Dans les anciens temps, la plupart des périphériques étaient des cartes insérées dans des emplacements du PC. Aujourd'hui, beaucoup de périphériques, qui étaient auparavant des cartes, sont maintenant compris dans les composants intégrés à la carte-mère. On trouve aussi une alimentation apportant l'électricité, différents bus sur la carte mère pour connecter les périphériques au CPU et une boîte pour contenir le tout.

Les cartes se connectant sur la carte mère peuvent contenir plus d'un périphérique. Les cartes mémoires sont quelque fois considérées comme des périphériques mais ils ne sont pas Plug-and-Play si on suit le sens utilisé dans ce guide pratique.

Pour que l'ordinateur fonctionne bien, chaque périphérique doit être sous le contrôle de son « pilote ». Il s'agit d'un logiciel faisant partie du système d'exploitation, pouvant être chargé en tant que module et exécuté à partir du CPU. Les pilotes de périphériques sont associés à des « fichiers spéciaux » rangés dans le répertoire /dev, bien qu'ils ne soient pas vraiment des fichiers. Ils ont des noms tels que hda3 (troisième partition du disque a), ttyS1 (deuxième port série), eth0 (première carte Ethernet), et cætera.

Le périphérique eth0 est celui de la carte ethernet (carte réseau). Auparavant, il s'agissait de /dev/eth0 mais c'est maintenant un périphérique virtuel du noyau. Ce que eth0 référence dépend du type de carte ethernet que vous avez. Si le pilote est un module, cette affectation se trouve probablement dans une table interne du noyau mais pourrait aussi se trouver dans /etc/modules.conf (appelé « alias »). Par exemple, si vous disposez d'une carte ethernet utilisant le composant « tulip », vous devez placer la ligne « alias eth0 tulip » dans /etc/modules.conf pour que, lorsque votre PC cherche eth0, il trouve le pilote tulip. Néanmoins, les noyaux modernes peuvent généralement trouver le bon module du périphérique. De cette façon, vous n'aurez pas à le spécifier vous-même.

Pour contrôler un périphérique, le CPU (sous le contrôle du pilote de périphérique) envoie des commandes et des données du périphérique. Il reçoit aussi l'état et des données des différents périphériques. Pour cela, chaque pilote doit connaître l'adresse du périphérique qu'il doit contrôler. Connaître cette adresse revient à mettre en place un canal de communication, même si le « canal » physique se trouve être le bus de données interne au PC, bus partagé avec beaucoup d'autres périphériques.

Ce canal de communication est en fait un peu plus complexe que ce qui est décrit ci-dessus. Une « adresse » est en fait une plage d'adresses, ce qui fait que, parfois, le mot « plage » est utilisé à la place du mot « adresse ». Il peut exister plus d'une plage (sans recoupement) pour un seul périphérique. Il existe aussi un autre canal connu sous le nom d'interruptions permettant au périphérique d'envoyer une requête de « demande d'aide » urgente à leur pilote.

Le bus PCI a trois plages d'adressage : les entrées/sorties, la mémoire principale (mémoire d'entrées/sorties) et la configuration. L'ancien bus ISA ne dispose pas de cette dernière. Seules les entrées/sorties et la mémoire principale sont utilisées pour les entrées/sorties du périphérique. Les adresses de configuration sont fixes et ne peuvent pas être modifiées donc elles n'ont pas besoin d'être affectées. Pour plus d'informations, voir Espace d'adressage de la configuration PCI.

Quand le CPU veut accéder à un périphérique, il place l'adresse du périphérique sur un bus important de l'ordinateur (pour le PCI : le bus d'adresse/données). Tous les types d'adresses (tels que les entrées/sorties et la mémoire principale) partagent le même bus sur le PC. Mais la présence ou l'absence de voltage sur certains fils dédiés sur le bus du PC indique l'espace occupée par une adresse : entrée/sortie, mémoire principale (voir Espaces d'adressage) ou la configuration (seulement PCI). Ceci est un peu trop simplifié car indiquer à un périphérique PCI qu'il s'agit d'une adresse de configuration est réellement plus complexe que la description ci-dessus. Voir Espace d'adressage pour la configuration PCI pour plus d'informations. Voir Détails des adresses pour plus d'informations sur l'adressage en général.

Les adresses d'un périphérique sont stockées dans les registres du matériel physique. Elles peuvent être changées par logiciel et elles peuvent être désactivées pour que le périphérique ne soit plus adressable, sauf en ce qui concerne les adresses de configuration du PCI qui ne peuvent être ni modifiées ni désactivées.

Les périphériques étaient originellement situés dans la plage d'adresses des entrées/sorties mais, aujourd'hui, ils peuvent utiliser la plage en mémoire principale. Une adresse d'entrée/sortie est quelque fois simplement appelée « I/O », « IO », « i/o » ou « io ». Les termes « port I/O » ou « plage d'entrées/sorties » sont aussi utilisés. Ne confondez pas ces ports d'entrées/sorties avec la mémoire d'entrées/sorties située en mémoire principale. Il existe deux étapes principales pour allouer des adresses I/O (ou d'autres ressources bus telles que les interruptions sur le bus ISA) :

Ce qui a été dit dans les derniers paragraphes concernant les adresses I/O s'applique de la même manière à la majorité des autres ressources bus : la section intitulée « Plages mémoire », la section intitulée « IRQ - un aperçu » et la section intitulée « DMA (accès direct à la mémoire) ou maîtrise du bus ». Les trois prochaines sections expliqueront ce qu'ils sont. La seule exception est que les interruptions du bus PCI ne sont pas données par les registres d'une carte mais elles sont plutôt déroutées vers les IRQ par un composant de la carte mère. Ensuite, l'IRQ utilisée par cette carte PCI est inscrite dans un registre de la carte dans un but unique d'informer.

Pour voir quelles adresses d'entrées/sorties sont utilisées sur votre PC, regardez dans le fichier /proc/ioports.

Beaucoup de périphériques disposent d'une plage mémoire en mémoire principale. C'est quelquefois appelé « mémoire partagée » ou « mémoire d'entrées/sorties ». Cette mémoire est située physiquement dans le périphérique physique mais l'ordinateur y accède comme s'il accédait à des composants mémoire. En parlant de ressources bus, c'est souvent simplement appelé « mémoire », « mem », voire « iomem ». En plus de l'utilisation de cette « mémoire », un tel périphérique peut aussi utiliser une plage mémoire conventionnelle d'entrées/sorties. Pour connaître la mémoire utilisée sur votre ordinateur, cherchez dans /proc/iomem. Ce « fichier » inclut la mémoire utilisée par les composants mémoire habituels de la RAM, donc il affiche l'allocation mémoire en général et pas seulement l'allocation iomem. Si vous apercevez un numéro étrange au lieu d'un nom, c'est probablement le numéro d'un périphérique PCI, ce que vous pouvez vérifier en exécutant « lspci ».

Lorsque vous insérez une carte utilisant iomem, vous êtes aussi en train d'insérer un module mémoire pour la mémoire principale. Une adresse haute est sélectionnée pour lui par PnP de façon à ce que cela ne rentre pas en conflit avec les modules de la mémoire principale (composants). Cette mémoire peut être de la mémoire morte (ROM ou Read Only Memory) ou de la mémoire partagée. Cette dernière est partagée entre le périphérique et le CPU (ayant lancé le pilote du périphérique) de la même façon que la plage d'adresses d'entrées/sorties est partagée entre le périphérique et le CPU. Cette mémoire partagée sert en tant que moyen de « transfert » de données entre le périphérique et la mémoire principale. C'est de l'entrée/sortie mais ce n'est pas fait dans la plage d'adresses des entrées/sorties. La carte et le pilote doivent connaître la plage d'adresses.

La ROM (Read-Only Memory, soit mémoire en lecture seule) est un genre différent d'iomem. C'est plutôt un programme (parfois un pilote de périphérique), utilisé avec ce périphérique. Cela peut aussi être un code d'initialisation malgré que le pilote soit encore nécessaire. Avec un peu de chance, il fonctionnera aussi sous Linux, et pas seulement sous MS Windows. Elle peut être copiée en mémoire principale pour fonctionner plus rapidement. Mais dans ce cas, elle n'est plus « en lecture seule ».

Après avoir lu ceci, vous pouvez lire la section intitulée « Détails sur les interruptions » pour bien plus de détails. Ce qui suit est volontairement simplifié : en plus des adresses, il existe aussi un numéro d'interruption à gérer (tel que l'IRQ 5). Cela s'appelle un numéro d'IRQ (Interrupt ReQuest, ou demande d'interruption), ou plus simplement une « irq ». Nous avons déjà mentionné ci-dessus que le pilote de périphérique doit connaître l'adresse d'une carte pour être capable de communiquer avec elle.

Mais qu'en est-il de la communication en sens inverse ? Supposez que le périphérique ait besoin de dire quelque chose à son pilote immédiatement. Par exemple, le périphérique peut recevoir un grand nombre d'octets destinés à la mémoire principale et le tampon utilisé pour stocker ces octets est pratiquement plein. Du coup, le périphérique a besoin de demander à son pilote de récupérer ces octets avant que le tampon ne se voit dépassé par le flot continu d'octets. Un autre exemple serait de signaler au pilote que le périphérique a terminé d'envoyer un ensemble d'octets et qu'il attend maintenant de nouveaux octets à envoyer.

Comment le périphérique peut-il envoyer rapidement un signal à son pilote ? Il peut ne pas être capable d'utiliser le bus de données principal car il y a des chances qu'il soit déjà utilisé. Au lieu de cela, il place un voltage sur un fil d'interruption dédié (aussi appelé ligne ou trace) qui est souvent réservé pour ce seul périphérique. Ce signal est appelé une demande d'interruption (IRQ) ou plus simplement une « interruption ». Il existe l'équivalent de 16 (ou 24, et cætera.) fils de ce type dans un PC et chaque fil amène (indirectement) à un certain pilote de périphérique. Chaque fil a un numéro d'IRQ unique. Le périphérique doit placer son interruption sur le bon fil. Le fil sur lequel le périphérique envoie ces demandes d'aide est déterminé par le numéro d'IRQ enregistré dans le périphérique. Ce même numéro d'IRQ doit être connu par le pilote du périphérique pour que celui-ci sache quelle interruption écouter.

Une fois que le pilote reçoit l'interruption du périphérique, il doit trouver pourquoi cette interruption a été générée et agir de manière appropriée pour régler le problème. Sur le bus ISA, chaque périphérique a habituellement besoin de son propre numéro unique d'IRQ. Pour le bus PCI et dans d'autres cas spéciaux, le partage d'IRQ est autorisé (deux périphériques PCI, ou plus, pourraient avoir le même numéro d'IRQ). De même, pour le PCI, chaque périphérique PCI a un fil fixe PCI Interrupt. Mais un composant de routage programmable fait correspondre les fils PCI aux interruptions de type ISA. Voir la section intitulée « Détails sur les interruptions » pour savoir comment cela fonctionne.

L'accès direct à la mémoire (DMA, acronyme de Direct Memory Access) est ce qui permet à un périphérique de prendre la main sur le bus principal de l'ordinateur et de transférer directement des octets vers la mémoire principale ou vers d'autres périphériques. Normalement, le processeur s'occupe des transferts d'un périphérique vers la mémoire principale par un processus en deux étapes :

Avec le DMA, il s'agit d'un processus en une seule étape consistant en l'envoi des octets directement du périphérique à la mémoire. Les périphériques doivent disposer de capacités DMA intégrées et, du coup, tous les périphériques ne peuvent pas faire de DMA. Alors que le DMA est en cours, le processeur ne peut pas faire grand chose car le bus principal est en cours d'utilisation par le transfert DMA.

Le bus LPC (et l'ancien bus ISA) peuvent faire du DMA alors que les bus PCI et LPC peuvent faire à peu près la même chose  acquérir la maîtrise du bus. LPC et ISA ont besoin des ressources DMA (canaux). Sur le bus PCI, la maîtrise du bus est souvent appelé DMA. La maîtrise du bus permet aux périphériques de devenir temporairement les maîtres du bus et de transférer des octets un peu comme lorsque le maître du bus était le processeur. Il n'utilise aucun numéro de canal car l'organisation du bus PCI est telle que le matériel PCI sait quel périphérique est actuellement le maître du bus et quel périphérique réclame à devenir le maître du bus. Du coup, il n'y a pas d'allocation de ressources pour les canaux DMA pour le bus PCI et aucune ressource de canaux DMA n'existe pour ce bus. Le bus LPC est supposé être configuré par le BIOS pour que les utilisateurs n'aient pas à se soucier des canaux DMA.

C'est seulement pour l'ancien bus ISA et le bus LPC. Quand un périphérique veut faire du DMA, il lance une requête de DMA en utilisant les fils dédiés à cela, un peu comme une requête d'interruption. En fait, le DMA aurait pû être géré en utilisant des interruptions mais cela aurait introduit des délais, donc il est plus rapide de faire cela en ayant un type spécial d'interruption connu en tant que requête DMA. Comme les interruptions, les demandes DMA sont numérotées pour identifier le périphérique lançant la requête. Ce nombre est appelé un canal DMA. Comme les transferts DMA utilisant tous le bus principal (et qu'un seul peut être lancé à la fois), ils utilisent tous les même canal pour le flot de données mais le numéro de « canal DMA » sert à identifier qui utilise le canal. Les registres matériels existent sur la carte mère, qui enregistre l'état actuel de chaque canal. Du coup, pour lancer une requête DMA, le périphérique doit connaître son numéro de canal DMA stocké dans un registre spécial du périphérique physique.

Donc, les pilotes de périphériques doivent être « attachés » d'une façon quelconque au matériel qu'ils contrôlent. Ceci se fait en allouant des ressources bus (I/O, mémoire, IRQ, DMA) au périphérique physique et en laissant le pilote le découvrir. Par exemple, un port série utilise seulement deux ressources : une IRQ et une adresse d'entrées/sorties. Ces deux valeurs doivent être fournies au pilote et au périphérique physique. Le pilote (et son périphérique) dispose d'un nom dans le répertoire /dev (tel que ttyS1). L'adresse et le numéro IRQ sont stockés par le périphérique physique dans ses registres de configuration sur sa carte (ou dans un composant de la carte mère). Les vieux matériels (dans les années 1990) utilisaient des interrupteurs (ou des cavaliers) pour configurer physiquement l'IRQ et l'adresse au niveau du matériel. Ce paramétrage restera fixe tant qu'une personne n'enlevera pas le boîtier pour déplacer les cavaliers.

Mais, dans le cas de PnP (pas de cavaliers), les données du registre de configuration sont habituellement perdues lorsque le PC est éteint, donc les données des ressources bus doivent être fournies à chaque périphérique à chaque allumage du PC.

Le terme Plug-and-Play (PnP) a différentes significations. Au sens général, il s'agit de la configuration automatique lorsqu'une personne connecte un périphérique et que celui-ci se configure lui-même. Le sens utilisé dans ce livre est tout autre : PnP signifie la configuration des ressources bus pour PnP (les configurer au niveau des périphériques physiques) et la communication de cette information aux pilotes de périphériques. Dans le cas de Linux, il s'agit souvent d'un pilote déterminant la façon dont le bus a initialisé les ressources bus et, si nécessaire, le pilote donnant une commande pour changer (réinitialiser) les ressources bus. Souvent, « PnP » ne signifie que PnP sur le bus ISA donc le message d'isapnp, « No Plug and Play device found », signifie simplement qu'aucun périphérique ISA PnP n'a été trouvé. Les spécifications du PCI standard (inventé avant l'utilisation du terme « PnP ») apportent l'équivalent de PnP au bus PCI.

PnP fait correspondre les périphériques avec leur pilote et spécifie leurs canaux de communication (en allouant des ressources bus). Il communique électroniquement avec les registres de configuration situés à l'intérieur des périphériques physiques en utilisant un protocole standardisé. Sur le bus ISA et avant le Plug-and-Play, les ressources bus étaient simplement initialisées au niveau matériel avec des interrupteurs de différentes sortes. Quelquefois, les ressources bus pouvaient être configurées sur le matériel par un programme (généralement écrit seulement pour un système MS) à partir d'une disquette fournie avec le matériel. Cela ressemblait à du PnP mais aucun protocole standardisé n'était utilisé donc il ne s'agissait pas de PnP. Pour Linux avant le PnP, les ressources bus étaient affectées aux pilotes logiciels par des fichiers de configuration (ou autre chose de ce genre) ou en parcourant le bus aux adresses où il s'attendait à trouver le périphérique. Mais ces méthodes sont toujours utilisées de nos jours pour permettre à Linux d'utiliser du matériel non PnP. Et, quelque fois, ces vieilles méthodes sont toujours utilisées de nos jours sur du matériel PnP (après que le BIOS ait affecté des ressources aux matériels par les méthodes PnP).

Le bus PCI ressemblait au PnP dès le début mais il n'a pas été appelé PnP à ce moment (et ne l'est encore pas).

Voici comment PnP devrait fonctionner. L'hypothétique programme de configuration PnP trouve tous les périphériques PnP et demande à chacun les ressources bus dont il a besoin. Ensuite, il vérifie quelles sont les ressources bus qu'il peut affecter (IRQ, et cætera). Bien sûr, s'il a réservé des ressources bus utilisées pour des périphériques non PnP (s'il les connaît), il ne les donne pas. Il utilise certains critères (ne faisant pas partie des spécifications PnP) pour donner les ressources bus de façon à ce qu'il n'y ait pas de conflit et de façon à ce que tous les périphériques disposent de ce qu'ils ont demandé (si possible). Il indique ensuite indirectement à chaque périphérique physique les ressources bus qui lui ont été assignées et les périphériques se configurent eux-mêmes pour n'utiliser que ces ressources-là. Enfin, les pilotes de périphériques trouvent d'une manière ou d'une autre quelles ressources sont utilisées par leur périphérique et sont donc capables de communiquer avec les périphériques qu'ils contrôlent.

Par exemple, prenons une carte ayant besoin d'une IRQ (d'un numéro d'IRQ) et de 1 Mo de mémoire partagée. Le programme PnP lit cette requête des registres de configuration de la carte. Il lui affecte l'IRQ 5 et 1 Mo d'espace mémoire, commençant à partir de l'adresse 0xe9000000. Le programme PnP lit aussi les informations d'identification de la carte, indiquant ainsi le type de périphérique, son numéro d'identifiant, et cætera. Ensuite, il informe, directement ou indirectement, le pilote de périphérique convenable pour ce matériel, de ce qu'il a fait. Si le pilote lui-même gère le PnP, alors il n'est pas nécessaire de trouver un pilote pour le périphérique (car le pilote est déjà en cours d'exécution). Sinon, le bon pilote de périphérique doit être trouvé et la configuration du périphérique doit lui être communiquée.

Ce n'est pas toujours aussi simple car la carte (ou la table de routage pour le PCI) pourrait indiquer qu'elle ne peut utiliser que certains numéros d'IRQ ou que les 1 Mo de mémoire doivent résider dans un certain espace d'adresses. Les détails sont différents pour les bus PCI et ISA, cette dernière étant la plus complexe.

Une façon habituellement utilisée pour allouer des ressources est de commencer avec un périphérique et de lui allouer des ressources bus. Puis de faire la même chose avec le périphérique suivant, et cætera. Ensuite, si finalement tous les périphériques obtiennent les ressources allouées sans conflit, alors tout va bien. Mais si allouer une ressource requise créait un conflit, alors il serait nécessaire de revenir en arrière et d'essayer de faire quelques changements dans les allocations précédentes de façon à conserver la ressource bus nécessaire. Ceci s'appelle le balancement. Linux ne le fait pas mais MS Windows en est capable dans certains cas. Pour Linux, tout ceci est fait par le BIOS, le noyau ou les pilotes de périphériques. Avec Linux, le pilote du périphérique n'obtient pas son allocation finale de ressources tant que le pilote n'est pas lancé, donc une façon d'éviter les conflits est de ne pas lancer un périphérique qui pourrait causer un conflit. Néanmoins, le BIOS alloue fréquemment des ressources au périphérique physique avant que Linux ne soit complètement démarré et le noyau vérifie les périphériques PCI pour les conflits d'adresse au démarrage.

Des raccourcis existent et le logiciel PnP peut les utiliser. Un d'eux est de garder la trace de la façon dont sont assignées les ressources bus lors de la dernière configuration (lorsque l'ordinateur a été utilisé pour la dernière fois) et de réutiliser cette information. Les BIOS le font ainsi que MS Windows mais le Linux standard ne le fait pas. Mais, d'une certaine façon, il le fait car il utilise souvent ce que le BIOS a fait. Windows stocke cette information dans sa base de registres sur le disque dur et un BIOS PnP/PCI le stocke dans une mémoire non volatile de votre PC (mémoire appelée ESCD ; voir la section intitulée « La base de données ESCD du BIOS »). Certains disent que ne pas avoir de registres (ce qui est le cas de Linux) est mieux car, avec Windows, la base de registres peut être corrompue et elle est de toute façon difficile à éditer. Mais PnP sur Linux a aussi des problèmes.

Alors que MS Windows (sauf en ce qui concerne Windows 3.x et NT4) est un système d'exploitation PnP, Linux n'était pas originellement un système d'exploitation PnP mais l'est devenu graduellement. Au début, PnP a fonctionné avec Linux parce qu'un BIOS PnP configurait les ressources bus et que les pilotes de périphériques récupéraient cette information en utilisant des programmes apportés par le noyau Linux. Aujourd'hui, la plupart des pilotes peuvent envoyer des commandes pour réaliser leur propre configuration et n'ont pas besoin de se reposer toujours sur le BIOS. Malheureusement, un pilote pourrait utiliser une ressource bus dont un autre périphérique aurait besoin plus tard. D'autres pilotes de périphériques enregistrent la dernière configuration dans un fichier de configuration et l'utilisent la prochaine fois que l'ordinateur est allumé.

Si le périphérique physique se rappelle de son ancienne configuration, alors il n'y aura pas de matériel à configurer au prochain démarrage, mais il semble oublier sa configuration lors de l'arrêt. Certains périphériques disposent d'une configuration par défaut (mais pas nécessairement la dernière utilisée). Donc, un périphérique PnP a besoin d'être reconfiguré à chaque fois que le PC est allumé. De la même manière, si un nouveau périphérique est ajouté, alors il a besoin d'être configuré. Allouer des ressources bus pour ce nouveau périphérique peut nécessiter de récupérer des ressources données auparavant à un autre et d'affecter à ce dernier de nouvelles ressources. Actuellement, Linux ne peut pas gérer ce niveau de sophistication (et MS Windows XP pourrait aussi ne pas en être capable).

Quand le PC est lancé la première fois, le BIOS lance son programme pour démarrer le PC (la première étape étant de vérifier le matériel de la carte mère). Si le système d'exploitation est stocké sur disque dur (ce qui est habituellement le cas), alors le BIOS doit disposer de certaines informations sur le disque dur. Si ce disque est PnP, le BIOS peut utiliser des méthodes PnP pour le trouver. De même, pour permettre à l'utilisateur de configurer manuellement le CMOS du BIOS et de répondre aux messages d'erreur lors du démarrage, un écran (et donc une carte vidéo) et un clavier sont aussi requis. Donc, le BIOS doit toujours configurer via PnP les périphériques nécessaires au chargement du système d'exploitation à partir du disque dur.

Une fois que le BIOS a identifié le disque dur, la carte vidéo et le clavier, il est prêt à commencer le démarrage (charger le système d'exploitation en mémoire). Si vous avez indiqué au BIOS que vous disposez d'un système d'exploitation PnP, il devrait commencer le chargement comme indiqué ci-dessus et laisser le système d'exploitation finir la configuration PnP. Autrement, un BIOS-PnP essaiera de configurer le reste des périphériques (mais sans en informer leur pilote). peuvent toujours trouver les informations nécessaires en utilisant les fonctions disponibles dans le noyau Linux.

Pour voir ce qui se trouve sur le bus PCI, exécutez lspci ou lspci -vv. Ou vous pouvez aussi saisir scanpci -v pour la même information dans le format de code numérique où le périphérique est indiqué par numéro (par exemple : « device 0x122d ») au lieu du nom, et cætera. Dans de rares cas, scanpci trouvera un périphérique que lspci n'arrive pas à trouver.

Les messages au démarrage sur votre écran affichent les périphériques qui ont été trouvés sur les différents bus (utilisez shift-PageUp pour les voir). Voir Messages au démarrage.

ISA est l'ancien bus des PC compatibles IBM alors que PCI est le nouveau bus, plus rapide, d'Intel. Le bus PCI a été conçu pour ce qui est appelé de nos jours PnP. Ceci rend facile (comparé à ce qu'il faut faire pour le bus ISA) la découverte de l'affectation des ressources bus PnP aux périphériques matériels.

Pour le bus ISA, il existait un problème réel avec l'implémentation de PnP car personne n'avait en tête PnP lorsque ce bus a été conçu et il existe encore moins d'adresses d'entrées/sorties disponibles pour PnP pour envoyer des informations de configuration à un périphérique physique. Du coup, la façon dont PnP a été réalisé pour le bus ISA est très complexe. Des livres entiers ont été écrits à ce sujet. Voir notamment ce livre. Entre autres choses, il requiert que soit assigné par le programme PnP à chaque périphérique PnP un point d'ancrage temporaire pour que tout le monde puisse faire la configuration PnP. Assigner ces « points d'ancrage » est appelé « isolation ». Voir la section intitulée « Isolation ISA » pour des détails complexes.

Au fur et à mesure de la disparition du bus ISA, PnP sera un peu plus facile. Il ne sera pas seulement plus simple de savoir comment le BIOS a configuré le matériel mais il y aura aussi moins de conflits, le PCI pouvant partager des interruptions. Il y aura toujours besoin de faire correspondre un pilote de périphérique à un matériel et il y aura toujours besoin de configurer les périphériques ajoutés lors du lancement du PC. Le sérieux problème des quelques périphériques non supportés par Linux restera présent.

Linux a eu de sérieux problèmes dans le passé pour la gestion de PnP mais la plupart de ces problèmes sont maintenant résolus (vers mi-2004). Linux est parvenu d'un système non PnP à un système qui peut être PnP si le noyau est compilé avec certaines options. Le BIOS peut affecter des IRQ mais Linux peut aussi affecter certains d'entre eux ou même les refaire ce que le BIOS a déjà fait. La partie de configuration de ACPI (Advance Configuration and Power Interface) est conçu pour faciliter la propre configuration des systèmes d'exploitation. Linux peut utiliser l'ACPI si le noyau a été compilé avec son support.

Dans Linux, il est traditionnel qu'un pilote de périphérique fasse sa propre configuration de bas niveau. C'était difficile jusqu'au moment où le noyau Linux a fourni le logiciel que les pilotes peuvent utiliser pour se faciliter le travail. Aujourd'hui (2005), c'est arrivé à un point où le pilote peut simplement appelé la fonction pci_enable_device() du noyau et où le périphérique se voit configuré en étant activé et en récupérant une IRQ (si nécessaire) et les adresses affectées au périphérique. Cette affectation pourrait être ce qui avait été affecté auparavant par le BIOS ou ce que le noyau avait réservé quand le périphérique PCI ou ISAPNP a été détecté par le noyau. Il existe même une option ACPI pour que le noyau affecte toutes les IRQ des périphériques lors du démarrage.

Donc aujourd'hui, d'une certaine façon, les pilotes font toujours la configuration mais ils peuvent la faire en demandant simplement au noyau de s'en charger (et Linux pourrait ne pas avoir besoin de faire grand chose car il est quelque fois capable d'utiliser ce qui a déjà été configuré par le BIOS ou par lui-même). Donc, c'est vraiment la partie du noyau, hors du pilote, qui fait la grande partie de configuration. Du coup, il pourrait être correct d'appeler Linux un système d'exploitation PnP, au moins pour les architectures communes.

Ensuite, lorsqu'un pilote découvre son périphérique, il demande à connaître les adresses et IRQ affectés (par le BIOS ou par Linux) et, habituellement, les accepte simplement. Mais, si le pilote le souhaite, il peut essayer de modifier les adresses en utilisant les fonctions fournies par le noyau. Cependant, le noyau n'acceptera pas d'adresses entrant en conflit avec d'autres périphériques ou des adresses que le matériel ne peut pas supporter. Quand le PC démarre, vous pouvez noter les messages à l'écran montrant que certains pilotes de périphériques Linux ont trouvé leurs périphériques matériels et quels sont leurs IRQ et adresses.

Donc, le noyau fournit des fonctions (programmes) que les pilotes peuvent utiliser pour trouver si leur périphérique est présent, la façon dont il est configuré et les fonctions qui permettent de modifier la configuration si nécessaire. Le noyau 2.2 pouvait faire ceci pour le bus PCI seulement mais le noyau 2.4 contient cette fonctionnalité pour les bus ISA et PCI (à condition que les options PnP et PCI appropriés ont été sélectionnées avant la compilation du noyau). Le noyau 2.6 est arrivé avec une meilleure utilisation de l'ACPI. Ceci ne garantie en rien que tous les pilotes utilisent complètement et correctement ces fonctionnalités. Les périphériques propriétaires que le BIOS ne connait pas pourraient ne pas être configurés tant qu'une configuration manuelle ne soit effectuée.

De plus, le noyau tente d'éviter les conflits d'adresses en ne permettant pas à deux périphériques d'utiliser les même ressources bus en même temps. Au début, ce n'était valable que pour les IRQ et les DMA mais, maintenant, cela s'adresse aussi aux adresses.

Si vous avez un ancien bus ISA, le programme isapnp est exécuté pour trouver et configurer les périphériques PnP sur le bus ISA.

Pour voir quelle aide le noyau peut apporter aux pilotes de périphériques, consultez le répertoire /usr/…/…/Documentation où un des « … » contient le mot « kernel-doc » ou quelque chose d'approchant. Attention : cette documentation a tendance à ne plus être à jour pour avoir les dernières informations donc vous aurez besoin de lire les messages des listes de diffusion des développeurs du noyau et peut-être aussi de lire le code source et les commentaires qu'ils ont écrits. Dans le répertoire de la documentation du noyau, voir pci.txt (« How to Write Linux PCI Drivers », c'est-à-dire « Comment écrire des pilotes PCI pour Linux ») ainsi que le fichier /usr/include/linux/pci.h. Si vous êtes un gourou des pilotes et si vous connaissez la programmation en C, ces fichiers sont écrits d'une telle façon qu'il ne vont pas vous permettre d'écrire un pilote. Mais cela vous donnera une idée des fonctions type PnP disponibles pour les pilotes.

Pour le noyau 2.4, voir isapnp.txt. Pour le noyau 2.6, isapnp.txt est remplacé par pnp.txt qui est totalement différent et gère en plus le bus PCI. Voir aussi le livre d'O'Reilly : Linux Device Drivers, 3è édition, 2005. Le texte complet est disponible sur Internet.

Il existe un certain nombre d'autres points qu'un système d'exploitation PnP devrait mieux gérer :

Il y a eu au moins une tentative pour faire de Linux un vrai système d'exploitation PnP. Voir http://www.astarte.free-online.co.uk. Bien que développé dès 1998, elle n'a jamais été intégrée au noyau (mais aurait certainement dûe l'être).

Quelle que soit votre réponse au BIOS, le BIOS PnP utilisera PnP pour paramétrer le disque dur, le lecteur de disquette, la carte vidéo et le clavier, afin de permettre au système de démarrer. Si vous dites avoir un système d'exploitation PnP, il laissera la fin de la configuration au système d'exploitation (ou aux pilotes de périphériques). Si vous dites ne pas avoir de système d'exploitation PnP, alors le BIOS devra tout configurer.

Comment répondre à cette question de votre BIOS ? Si vous avez au moins un noyau 2.4, vous pourriez répondre ce que vous voulez et Linux fonctionnera habituellement correctement. Même si vous avez Windows 2000 ou XP sur le même PC, cela devrait fonctionner de toute façon tout simplement parce que Windows et Linux sont tous les deux à priori des systèmes d'exploitation PnP et que si le système d'exploitation est PnP, il devrait être capable de gérer le cas où le BIOS a tout configuré lui-même (si vous avez répondu que le système d'exploitation n'est pas PnP). Mais, je continue à suggèrer de répondre qu'il n'est pas PnP sauf si une raison valable vous oblige à faire autrement.

Les BIOS modernes vous permettent d'allouer manuellement des ressources, principalement des IRQ. Il existe normalement une option pour configurer l'allocation à « auto » de façon à ce que le BIOS décide de l'allocation des ressources. « Auto » est souvent un bon choix sauf si vous avez d'anciennes cartes ISA propriétaires non PnP.

Si vous avez de telles cartes non PnP, alors il peut être important de réserver les ressources (telles que les IRQ) pour celles-ci dans le BIOS. Sinon, le BIOS pourrait utiliser ces ressources pour d'autres périphériques et créer ainsi des conflits. Une exception concerne quelques périphériques propriétaires communs, comme les ports parallèle et séries, les disques durs. Le BIOS pourrait les trouver (jetez un œil à l'écran au démarrage) pour que vous n'ayez pas besoin de réserver les ressources pour eux. Si vous avez utilisé Windows sur votre PC, Windows pourrait déjà avoir renseigné le BIOS en utilisant l'outil ICU (ou un outil identique) sous Windows.

Pour le PCI, le BIOS devrait aussi vous permettre d'affecter les IRQ aux emplacements de cartes 1, 2, 3, 4, et cætera. Si vous le faites, vous devez connaître les emplacements où se trouvent les cartes. En fait, chaque emplacement dispose de quatre IRQ PCI : A, B, C et D. Si le menu du BIOS ne vous dit pas laquelle (A, B, C, D) est affectée à un numéro d'IRQ, il est probable qu'il affecte seulement le numéro d'IRQ à l'IRQ PCI A. Mais, beaucoup de cartes utilisent seulement l'IRQ A donc il s'agit surtout d'affecter une IRQ à un emplacement. Voir les interruptions PCI.

C'est aussi un peu risqué. Ceci va écraser les données du BIOS contenues dans l'ESCD indiquant la façon dont vos périphériques PnP ont été configurés et comment les périphériques non PnP ont été configurés manuellement. Ne faites jamais ceci à moins que vous ne soyez convaincu que la base de données est mauvaise et a besoin d'être reconstruite. Il était indiqué quelque part que vous deviez faire ceci seulement lorsque vous n'arrivez plus à démarrer. Si le BIOS perd les données sur les périphériques ISA non PnP, alors vous devrez relancer ICA une nouvelle fois sous DOS/Windows pour ré-enregistrer les données.

De nos jours, pratiquement toutes les nouvelles cartes internes sont Plug-and-Play. Du coup, la configuration des ressources bus devraient être dans la plupart des cas entièrement automatique. Si un périphérique ne fonctionne pas, vérifiez s'il a été détecté, par exemple en redémarrant. Si le pilote de périphérique ne peut pas configurer les ressources, alors probablement une ou plus des méthodes du 2.6 le feront :

N'importe lequel configurera les ressources bus au niveau matériel mais seul le premier (voire le second) indiquera au pilote ce qui a été fait. La façon dont le pilote est informé dépend du pilote. Vous pouvez avoir besoin de faire quelque chose pour l'informer. Voir la section intitulée « Indiquer au pilote la configuration ?? ».

Les pilotes de périphériques (avec l'aide de fonctions du noyau) peuvent être écrits pour utiliser des méthodes PnP pour configurer les ressources bus du matériel mais seulement pour le périphérique qu'ils contrôlent. Mais beaucoup de pilotes de périphériques acceptent directement ce que le BIOS ou Linux a configuré et utilise le code fourni par le noyau pour découvrir comme ce périphérique a été configuré. Comme le pilote a vérifié la configuration et la certainement reconfiguré, il connaît de façon évidente la configuration et il n'y a aucun besoin de lui donner cette information. C'est dont la façon la plus simple de le faire car vous n'avez rien à faire si le pilote fait tout.

Si vous avez un matériel datant d'avant l'ISA PnP, le logiciel PnP Linux pourrait ne pas le savoir et pourrait ne pas connaître les ressources bus qu'il réclame. Donc, il pourrait allouer de façon erronée des ressources dont cet ancien matériel a besoin à un autre périphérique. Le résultat est un conflit de ressources mais il existe un moyen de l'éviter. Vous pouvez réserver les ressources dont cette ancienne carte ISA a besoin en configurant le BIOS au démarrage (habituellement), au module isa-pnp ou au noyau (si le support de PnP est intégré dans le noyau). Par exemple, pour réserver l'IRQ 5, donnez cet argument au module isa-pnp (ou au noyau) : isapnp_reserve_irq=5. Voir le Guide pratique sur l'invite de démarrage (BootPrompt-HOWTO). Au lieu de ..._irq, il existe aussi _io, _dma et _mem.

Pour les périphériques PCI, la plupart des pilotes configureront PnP. Malheureusement, un pilote peut récupérer des ressources bus nécessaires à d'autres périphériques (mais non alloués à eux par le noyau). Donc, un noyau Linux PnP plus perfectionné serait meilleur là où le noyau fait l'allocation pour toutes les demandes envoyées. Voir la section intitulée « Comment Linux gère-t-il le PnP ».

Depuis le noyau 2.6, il existe une nouvelle façon pour que l'utilisateur configure les ressources grâce au répertoire /sys. Mais, jusqu'à août 2004, il ne peut pas être utilisé pour une configuration dans la plupart des cas. Voir la section intitulée « Le répertoire /sys ».

Les périphériques PCI sont PnP à la base donc cela ne peut pas être désactivé. Mais quelques périphériques ISA ont des options pour désactiver PnP par l'intermédiaire de cavaliers ou en lançant un programme Windows fourni avec le périphérique (configuration logicielle). Si le pilote du périphérique ne peut pas le configurer, ceci évitera la tâche probablement compliquée de la configuration PnP. N'oubliez pas de dire au BIOS que ces ressources bus sont réservées. Mais comme le support de Linux pour le PnP a été amélioré, vous ne voulez généralement pas désactiver PnP. Voici quelques arguments pour lesquels vous ne voudrez pas désactiver PnP :

Le programme isapnp est utilisé uniquement pour les périphériques PnP du bus ISA (donc non PCI). Il était vraiment nécessaire avant les noyaux 2.4. Avec le noyau 2.4, qui a apporté des fonctionnalités permettant aux pilotes de gérer le PnP sur le bus ISA, le programme isapnp devient moins important. De plus, le BIOS pourrait configurer ISA PnP de manière satisfaisante. Mais, le module isa-pnp (ou l'équivalent intégré au noyau) est déjà très satisfaisant car de nombreux pilotes de périphériques ISA l'appellent pour configurer les ressources du bus. Avant le noyau 2.6, cela résultait en un « fichier » /proc/isapnp pouvant être utilisé pour configurer manuellement (voir isapnp.txt dans la documentation du noyau).

Dans certains cas, les distributions Linux ont été configurées pour lancer isapnp automatiquement au démarrage. Il est toujours utilisé en 2004 mais il n'est pas réellement nécessaire si les pilotes de périphériques fonctionnent bien. Si vous avez besoin de le configurer vous-même, la grande partie de la documentation d'isapnp est difficile à comprendre sauf si vous possédez des notions de base de PnP. Ce guide pratique devrait vous aider à le comprendre, ainsi que la FAQ qui accompagne isapnp. Lancer le programme isapnp au démarrage vous permettra de configurer ces périphériques suivant les valeurs spécifiées dans /etc/isapnp.conf. Il est possible de créer ce fichier de configuration automatiquement mais vous devrez alors l'éditer manuellement pour choisir entre les différentes options. Puis pour que le pilote connaisse ces ressources, vous avez souvent besoin de les spécifier en tant que paramètres pour les modules appropriés (pilotes). Ceci se fait avec des fichiers de configuration, généralement dans le répertoire /etc. Cherchez-y des fichiers nommés mod*, et cætera. Si le pilote est intégré au noyau, alors ils pourraient parfois être donnés comme paramètre du noyau. Voir le guide pratique des options de démarrage.

Avec isapnp, il existait un risque qu'un pilote de périphérique, intégré au noyau, soit lancé trop tôt, avant qu'isapnp n'ait pu configurer les adresses, et cætera au niveau matériel. En conséquence, le pilote de périphérique ne serait plus capable de trouver le périphérique. Le pilote essaie la bonne adresse mais cette adresse n'est pas configurée au niveau matériel. Cela est-il toujours un problème ??

Si votre distribution Linux a automatiquement installé isapnptools, isapnp est probablement lancé au démarrage. Dans ce cas, il ne vous reste qu'à éditer /etc/isapnp.conf suivant man isapnp.conf. Notez que cela revient à configurer manuellement PnP car vous prendrez les décisions sur la façon de configurer lors de l'édition du fichier de configuration.

Si le fichier de configuration est mauvais ou n'existe pas, vous pouvez utiliser le programme pnpdump pour vous aider à créer le fichier de configuration. Il crée pour vous un fichier de configuration mais vous devrez l'éditer avec intelligence avant de l'utiliser. Il contient quelques commentaires pour vous aider. Alors que le BIOS pourrait aussi avoir configuré les périphériques ISA (si vous lui avez dit que vous ne disposez pas de système d'exploitation PnP), isapnp le refera.

La terminologie utilisée dans le fichier /etc/isapnp.conf peut sembler étrange au début. Par exemple, pour une adresse d'entrée/sortie 0x3e8, vous pourriez voir « (IO 0 (BASE 0x3e8)) » à la place. « IO 0 » veut dire qu'il s'agit de la première plage d'adresses que ce périphérique utilise. Une autre façon d'exprimer ceci serait : « IO[0] = 0x3e8 » mais isapnp ne le fait pas de cette façon. « IO 1 » voudrait dire qu'il s'agit de la deuxième plage d'adresse utilisée par ce périphérique, et cætera. « INT 0 » a une signification similaire mais pour les IRQ (interruptions). Une carte simple peut contenir plusieurs périphériques physiques mais l'explication ci-dessus était seulement pour un des périphériques.

Le paquetage des utilitaires PCI (pciutils, quelque fois appelé « pcitools ») vous permet de configurer manuellement via PnP le bus PCI (avec difficulté). lspci ou scanpci liste les ressources bus alors que setpci enregistre les allocations des ressources (sauf les IRQ) dans les périphériques physiques. Il semble que setpci soit principalement utilisé dans des scripts et en fait, vous aurez besoin de comprendre le détail des registres de configuration du PCI pour pouvoir l'utiliser. Ce thème n'est pas expliqué ici, et pas plus dans la page de manuel de setpci.

Les gens l'ont utilisé pour configurer les périphériques PCI dont le pilote a échoué dans cette action. Un exemple est disponible dans le guide pratique sur les modems et le guide pratique sur les ports séries dans la sous-section « PCI : Activer un port désactivé ». Néanmoins, activer un périphérique n'est d'aucune utilité si vous n'avez pas de pilote fonctionnel pour ce périphérique.

Cette méthode utilise MS Windows pour configurer et devrait être utilisée seulement si tout le reste échoue. Si vous avez Windows 9x (ou 2k) sur le même PC, alors lancez simplement Windows et laissez-le configurer PnP. Puis lancez Linux à partir de Windows (ou DOS) en utilisant, par exemple, loadlin.exe. Il peut y avoir un problème avec les IRQ pour les périphériques PCI. Quand Windows s'arrête (sans messages) pour laisser la place à Linux, il pourrait écraser l'IRQ (en y mettant 0) qui est stocké dans un des registres de configuration du périphérique PCI. Linux se plaindra de trouver une IRQ 0.

Ce qu'on vient d'aborder arrive lorsque vous lancez Linux en utilisant un raccourci (fichier PIF). Mais un moyen de contourner ce problème est connu si vous utilisez toujours le raccourci PIF. Un raccourci est en quelque sorte l'équivalent du lien symbolique sous Linux, mais il est en fait plus que ça car il est paramétrable. Pour lancer Linux, à partir de DOS, vous créez un fichier batch (script) qui lance Linux. (Le programme qui lance Linux est dans le paquet appelé loadlin.) Ensuite, créez un raccourci PIF vers ce fichier batch et allez dans la fenêtre des propriétés du raccourci. Sélectionnez « Avancé », puis vérifiez que le « mode MS-DOS » est bien coché.

Maintenant, voici une astuce empêchant de mettre à zéro les IRQ PCI. Cochez « Spécifier une nouvelle configuration MS-DOS ». Ensuite, soit vous acceptez la configuration par défaut qui vous est proposée soit vous cliquez sur « Configuration » pour la modifier. Maintenant, lorsque vous lancerez Linux en cliquant sur le raccourci, des nouveaux fichiers de configurations (config.sys et autoexec.bat) seront créés pour votre nouvelle configuration.

Les anciens fichiers sont enregistrés comme Config.wos et Autoexec.wos. Une fois que vous avez terminé d'utiliser Linux et que vous avez arrêté votre PC, vous aurez encore besoin de ces fichiers pour pouvoir lancer DIS la prochaine fois que vous démarrerez votre PC. Vous devez vous assurer que les noms redeviennent *.sys et *.bat. Lorsque vous quittez Windows/DOS pour aller sous Linux, Windows s'attend que, une fois que vous avez fini avec Linux, vous retourniez à Windows pour que celui-ci puisse restaurer ces fichiers avec leur noms originaux. Mais ceci n'arrivera pas car lorsque vous quitterez Linux, vous éteindrez votre PC et ne retournerez pas sous Windows. Donc, comment renommer ces fichiers ? C'est facile, placez ces commandes dans votre fichier batch de lancement de Linux pour qu'il renomme les fichiers. Mettez ces commandes de renommage dans votre fichier batch juste avant la ligne qui charge Linux.

De la même façon, il a été rapporté que vous devez cliquer sur l'onglet « Général » (de la fenêtre « Propriétés » de votre raccourci) et cochez « Lecture seule ». Sinon, Windows pourrait remettre à zéro les « Paramétrages avancées » en « Utilisez la configuration MS-DOS courante » et les IRQ PCI se retrouveraient à zéro. Comme Windows efface les IRQ lorsque vous utilisez la configuration MS-DOS courante mais il n'efface pas une nouvelle configuration (qui peut configurer tout de manière identique à l'ancienne configuration). Windows ne semble pas très cohérent.

Un pilote moderne trouvera pour un périphérique la configuration des ressources bus sans que vous ayez besoin de lui dire quoi que ce soit. Il pourrait même enregistrer les ressources bus au niveau matériel en utilisant des méthodes PnP. Certains périphériques ont plus d'une façon pour trouver comment leur périphérique physique est configuré. Dans le pire des cas, vous devez coder en dur les ressources bus dans le noyau (ou un module) et recompiler.

En un juste milieu, il existe des cas tels que le lancement d'un programme pour donner les informations des ressources bus au pilote ou pour mettre les informations dans un fichier de configuration. Dans certains cas, le pilote peut chercher le périphérique aux adresses où il suppose qu'il réside (mais il ne trouvera jamais un périphérique PnP s'il n'a pas été activé par des méthodes PnP). Il peut même essayer de tester différentes IRQ pour voir laquelle fonctionne. Il peut, ou non, le faire automatiquement.

Dans d'autres cas, le pilote peut utiliser des méthodes PnP pour trouver le périphérique et la façon dont les ressources bus ont été configurées par le BIOS, et cætera mais ne les modifiera pas. Il peut aussi regarder dans certains des « fichiers » du répertoire /proc.

Il peut aussi dire « manuellement » au pilote les ressources bus qu'il doit utiliser. Vous donnez ces ressources bus en tant que paramètre au noyau ou à un module. Si le pilote est intégré au noyau, vous passez les paramètres au noyau via l'invite du démarrage. Voir le Guide pratique sur l'invite de démarrage (BootPrompt-HOWTO) pour la description de quelques ressources bus et autres paramètres. Une fois que vous savez quels paramètres donner au noyau, vous pouvez les enregistrer dans un fichier de configuration du chargeur. Par exemple, mettez append="…" dans le fichier lilo.conf puis lancez lilo pour qu'il mette à jour les informations de lancement.

Si le pilote est chargé comme module, dans plusieurs cas, le module trouvera les ressources bus nécessaires et les enregistrera dans le périphérique. Dans les autres cas (généralement pour les anciens PC), vous pouvez avoir besoin de donner les ressources bus comme paramètres du module. Les paramètres d'un module peuvent être spécifiés dans /etc/modules.conf. Ce sont généralement des outils utilisé pour modifier ce fichier et qui sont dépendant de la distribution. Les commentaires inclus dans ce fichier devraient vous aider sur la façon de le modifier. De même, tout module que vous placez dans /etc/modules se verra charger avec ses paramètres.

Bien qu'il ait une grande hétérogénéité sur la façon dont les pilotes trouvent leur ressources bus, le but final est le même. Si vous avez des problèmes avec un pilote, vous pouvez avoir besoin de regarder la documentation du pilote (vérifier la documentation du noyau). Quelques exemples brefs de pilotes sont présentés dans les sections suivantes :

Pour les ports séries PCI (et pour les ports série ISA PnP après le noyau 2.4), le pilote série détecte le type de port série et le configure via PnP. Malheureusement, quelques ports série PCI ne sont pas encore gérés.

Pour le pilote du port série ISA standard avec les anciennes versions du noyau et pour le pilote série (ne faisant pas partie des cartes multiports), le pilote travaille sur deux adresses standards pour les ports série. Il ne cherche pas d'IRQ mais il affecte l'IRQ « standard » aux deux premiers ports séries. Ceci peut être mauvais.

Pour tout autre chose dans le fichier de configuration, le programme setserial doit être modifié manuellement. Voir le Guide pratique sur la programmation des ports série pour plus de détails. Vous utilisez setserial pour informer le pilote de l'adresse d'entrée/sortie et setserial est souvent exécuté à partir d'un fichier de démarrage. Dans les versions récentes, il existe un fichier /etc/serial.conf (ou /var/lib/setserial/autoconfig) que vous « éditez » en lançant simplement la commande setserial de façon ordinaire et ce que vous configurez avec setserial est sauvegardé dans le fichier de configuration serial.conf. Le fichier serial.conf devrait être consulté lorsque la commande setserial est lancée à partir d'un fichier de démarrage. Votre distribution peut, ou non, avoir configuré ceci pour vous.

Il existe deux façons d'utiliser setserial suivant les options que vous lui donnez. Une possibilité est de dire manuellement au pilote la configuration. L'autre méthode est de tester une adresse donnée et d'indiquer si un port série existe à cet endroit. Il peut aussi tester cette adresse et essayer de détecter l'IRQ utilisée par ce port.

Même avec des noyaux modernes, setserial est quelque fois nécessaire si le pilote échoue lors de la détection du port série ou si vous avez un très ancien matériel.

Une fois que vous avez trouvé votre matériel, le même programme qui l'a trouvé vous indique normalement comment il est configuré. Donc, trouver comment un matériel est configuré revient habituellement à trouver le matériel.

Ici, « configuration » correspond à l'assignation des ressources bus PnP (adresses, IRQ et DMA). Pour chaque périphérique, il existe deux parties à cette question de configuration :

Un problème habituel est que le logiciel ne détecte pas votre périphérique ou ne détermine pas le bon pilote pour celui-ci. Pour les périphériques PnP, les détecter est facile avec un logiciel PnP sauf pour le cas inhabituel où le matériel a été désactivé. Le BIOS peut parfois être initialisé pour désactiver les périphériques PnP ou un cavalier/interrupteur sur le périphérique physique lui-même pourrait le désactiver. Dans ce cas, le matériel ne peut pas être détecté du tout jusqu'à ce que vous re-configuriez le BIOS ou que vous changiez le cavalier/interrupteur.

Comme le bus PCI est intrinsèquement PnP, il n'y a pas de périphériques cachés. Même si les périphériques PnP sont faciles à trouver avec les méthodes PnP, si le pilote n'utilise pas les méthodes PnP mais utilise l'ancienne méthode de recherche aux adresses supposées, ils pourraient ne pas être trouvés. Ceci est dû au fait que, avant que les ressources bus aient été initialisées (par le BIOS ou Linux), le périphérique pourrait ne pas avoir d'adresses du tout, donc parcourir les adresses habituelles n'apportera rien. Pour l'ancien bus ISA, quelques-uns des périphériques pourraient être non PnP et, de ce fait, les anciennes méthodes pourraient fonctionner. Donc, de nombreux pilotes continuent à parcourir les adresses habituelles en plus d'utiliser les méthodes PnP (parcours PnP, quelquefois appelé simplement parcours).

Façons de détecter des périphériques matériels (et leur configurations)  : (suivre le lien pour plus de détails)

Des informations significatives sur la configuration peuvent être obtenues en lisant les messages affichés par le BIOS et par Linux lors du démarrage de l'ordinateur. Ces messages disparaissent souvent trop rapidement pour être lus mais, une fois le défilement terminé, tapez Majuscule-Page Suivante plusieurs fois pour revenir en arrière. Pour aller en avant, faites Majuscule-Page Précédente. Utilisez dmesg à la console à n'importe quel moment pour afficher seulement les messages du noyau. Vous ne verrez pas certains messages les plus importants provenant généralement du BIOS. Les messages affichés par Linux peuvent parfois n'afficher que ce que le pilote de périphérique croit être configuré, peut-être à cause d'un mauvais fichier de configuration. Vérifier les fichiers de traces dans /var/log peut être utile.

Pour le bus PCI, la notation 00:1a:0 signifie le bus PCI 00 (le bus PCI principal), la carte PCI (ou le composant) 1a et la fonction 0 (le premier périphérique) sur la carte ou le composant. Le deuxième périphérique sur la carte (ou sur le composant) devrait être 00:08:1.

Les messages du BIOS s'affichent en premier et montrent la configuration du matériel à ce moment, mais isapnp, ou les utilitaires PCI, voire les pilotes de périphériques peuvent le changer plus tard. Dans certains cas, il n'affiche pas les périphériques que le BIOS n'a pas configuré.

Si les messages du BIOS ne s'affichent pas en revenant au début des messages du BIOS avec Majuscule-Page Suivante, essayez de mettre en pause lorsqu'ils apparaissent, en utilisant la touche Pause dès que les premiers mots apparaissent. Appuyez sur n'importe quelle touche pour continuer. Il est souvent difficile d'appuyer sur Pause exactement au bon moment. Assurez-vous d'appuyer continuellement sur la touche Shift avant d'appuyer sur Pause car Pause est une touche nécessitant l'utilisation de Shift. Si vous n'avez pas réussi, appuyez sur Ctrl-Alt-Del au lancement de Linux pour le relancer et essayer de nouveau. Une fois que les messages de Linux commencent à être visibles, il est trop tard pour utiliser Pause car cela ne gèlera pas les messages de Linux.

Pour initialiser des éléments du BIOS comme les IRQ réservés au matériel propriétaire, aux adresses des ports série, et cætera vous aurez besoin d'entrer dans les menus de configuration du BIOS (CMOS) au lancement. Chaque marque de BIOS a différentes touches pour ce faire. Il existe des listes sur Internet. Parfois en gelant l'affichage des messages du BIOS ou en regardant l'écran, la touche que vous devez appuyer sera indiquée dans un message tel que « Press DEL for setup » (« Appuyez sur DEL pour la configuration »). Mais il pourrait disparaître si rapidement que vous ne le verrez pas. Bien sûr, vous ne modifiez rien dans le BIOS que vous ne comprenez pas. Le cas contraire, votre PC pourrait être désactivé.

Les messages du BIOS au démarrage vous indiquent ce que fut la configuration du matériel. La configuration actuelle pourrait toujours être la même que ce qu'a fait le BIOS et que Linux devrait accepté si c'est bon. Les messages de Linux pourraient provenir des pilotes utilisant les fonctions PnP du noyau pour inspecter ou configurer les ressources bus. Cela devrait être correct mais attention aux messages qui affichent seulement ce que le pilote a lu de son fichier de configuration. Cela pourrait être faux. Bien sûr, si le périphérique fonctionne bien, alors il est configuré probablement de la même façon par le pilote.

Depuis le noyau 2.6, il existe aussi un répertoire /sys en plus du répertoire /proc. Ces répertoires sont utiles pour récupérer les configurations des ressources et périphériques. Les fichiers qu'ils contiennent représentent des données provenant de la mémoire du noyau et n'existent pas du tout sur votre disque dur. Les programmes comme lspci récupèrent leurs informations du répertoire /proc et ils doivent les afficher d'une façon plus lisible qu'en lisant directement le contenu des fichiers de ce répertoire. Voici quatre fichiers provenant de /proc qui montrent les ressources enregistrées dans le noyau par les pilotes de périphériques.

Comme le Plug-And-Play de Linux fonctionne en laissant les pilotes de périphériques alloués les ressources pour leur périphérique, il pourrait ne pas y avoir de ressources utilisées par certains de vos matériels si le pilote n'a pas encore réclamé que ces ressources lui soient réservées. Pour les cas des modules du noyau (pilotes de périphérique chargeables), si le module n'est pas encore chargé, le noyau ne connaît pas les ressources dont le module a besoin. Quelque fois, le module se charge seulement quand vous lancez une application qui en a besoin. Donc, si un certain matériel est manquant parmi les fichiers de /proc, cela pourrait signifier que le matériel n'a pas encore été utilisé. Par exemple, même si votre lecteur de disquette dispose d'une disquette et est prêt à être utilisé, son interruption n'apparaîtra tant que le lecteur n'est pas utilisé.

/pts affiche les adresses d'entrée/sortie. S'il y a une erreur (mauvaise adresse), cela pose problème car le périphérique n'obtiendra pas les octets qui lui sont envoyés. /proc/iomem affiche les adresses mémoires d'entrée/sortie qui sont réservées. /proc/interrupts affiche les interruptions en cours d'utilisation. /proc/dma affiche les allocations de canaux DMA pour le bus ISA.

Dans le passé, l'auteur a observé une liste d'interruptions qui n'existaient pas. Dans certains cas, cela montrait que quelques interruptions étaient vraiment envoyées. Ceci peut être dû à des matériels défectueux envoyant des interruptions erronées.

/proc/bus/ contient les sous-répertoires /input/, /pci/ et /isapnp/. Le format de la plupart des fichiers dans ce répertoire est vraiment cryptique, souvent une simple copie des octets de l'espace de configuration. Donc, utilisez-les seulement en dernier ressort. Le sous-répertoire input/ a des informations sur les périphériques en entrée comme le clavier ou la souris. Elles ne sont pas aussi complexes que les autres répertoires sous /proc/bus et pourraient fournir des informations utiles sur les périphériques d'entrées qui sont sur les ports PS2 ou sur le bus LPC (voir la section intitulée « Bus LPC »). Malheureusement, ce que j'ai vu ne dit pas que c'est sur le bus LPC où il est probablement. Dans /pci/00/ se trouve un fichier binaire pour chaque périphérique PCI où les noms des fichiers sont les numéros des emplacements PCI. Le 00 signifie le bus PCI 0.

À partir du noyau 2.6, il existe un nouveau répertoire /sys pour la configuration de PnP. Il s'agit d'un système de fichiers de type sysfs et c'est un équivalent du système de fichiers /proc car les « fichiers » représentent une information de la mémoire du noyau et non pas un vrai fichier de votre disque dur. Cependant, il n'est pas aussi utile que le système de fichiers /proc. Au début (pour les noyaux 2.5), il s'appelait le « système de fichiers des pilotes » et avait comme type « driverfs ».

Dans ce système de fichiers, chaque périphérique existant sur votre système a son propre répertoire contenant des fichiers spécifiant les ressources qui lui sont affectées. Ces répertoires ont des noms comme 0000:00:12.0@ ou 00:06@. Quels sont ces périphériques ? Le premier est une carte PCI dans l'emplacement 12 de votre PC. L'emplacement pourrait être appelé PCI2 dans votre PC (2 au lieu de 12) tout simplement parce que les emplacements ayant des numéros fiables sont utilisés par les emplacements intégrés à la carte mère et n'utilisent pas les emplacements physiques. Dans cet exemple, les emplacements 1 à 10 seraient intégrés alors que les emplacements 11 à 14 seraient appelés de 1 à 4. En exécutant lspci, vous connaîtrez la correspondance entre les numéros (comme 0000:00:12.0) et les noms (identique à l'interface IDE). Exécutez la commande lspci -vv, ou lspci -vv si vous voulez en voir plus.

Alors, qu'est-ce que 00:06 ? C'est une carte ISA (ou un périphérique intégré) mais ce n'est pas l'emplacement 6 du bus ISA (contrairement au numérotage PCI). Quand une recherche est faite pour les périphériques PnP ISA, il a été le sixième découvert. Plus précisément, il était le septième trouvé car il existe un périphérique numéroté 00:00. Donc, comment les identifier ? Vous pouvez lancer « cat */* » et afficher tous les fichiers pour tous les périphériques mais même à ce moment-là vous ne verrez pas les noms des périphériques (mais vous verrez l'information qui vous permettra de l'identifier). Ce problème sera corrigé dans le futur.

Non seulement ces fichiers apportent des informations sur la configuration des ressources du bus (d'une manière un peu cryptée) et sur les pilotes (dans les répertoires « drivers ») mais, dans le futur, vous devriez être capable de les utiliser pour modifier la configuration des ressources. Actuellement (août 2004), vous ne pouvez pas configurer le bus PCI avec cela. Une sérieuse limitation est qu'avec le « modèle de pilote » actuel, vous ne pouvez pas changer la ressource d'un périphérique qui a été affecté à un pilote, ce qui signifie généralement que vous aurez besoin de décharger le module du pilote pour pouvoir l'utiliser. Si le pilote est intégré, il n'y a aucun espoir. Ces sérieuses limitations seront éliminées dans le futur avec un peu de chance. Dans la documentation du noyau se trouve un fichier pnp.txt indiquant comment réaliser la configuration. En août 2004, il était obsolète mais l'auteur travaille sur une mise à jour. Utiliser le répertoire /sys pour configurer les ressources est connue comme l'« interface utilisateur pour le Plug and Play de Linux ».

L'autre partie de « Linux Plug and Play » est l'interface noyau utilisée par les pilotes de périphériques. Elle a beaucoup changé depuis le début du noyau 2.6 mais la plupart des pilotes utilisent toujours l'ancienne interface (août 2004). Il est aussi possible pour les pilotes (ou vous) d'utiliser l'interface utilisateur qui a besoin d'améliorations.

Il est facile de trouver quelles ressources bus ont été assignées aux périphériques du bus PCI avec les commandes lspci et scanpci. Les options -v et -vv vous donneront plus de détails. Dans certains cas, scanpci trouvera un périphérique que lspci ne peut pas trouver. Ceci est dû au fait que scanpci recherche les périphériques directement sur le bus PCI (via l'espace de configuration) et n'utilise pas les données obtenues par le noyau (qui pourraient être fausses à cause d'un bogue du noyau — je viens de trouver un tel cas).

Cette information d'un format crypté est disponible dans les « fichiers » situés dans les répertoires /sys et /proc. Dans /sys/bus/pci/devices, le fichier vendor contiendra le numéro d'identifiant du vendeur, comme 0x4B8C, et cætera. Dans un format encore moins compréhensible, il se trouve dans /proc/bus/pci. De telles informations dans les anciens noyaux (avant le 2.6) se trouvaient dans /proc/pci (compréhensible malgré que les IRQ soient en hexadécimal) ou dans /proc/buspci/devices (affichage non compréhensible).

Dans la plupart des cas pour le PCI, vous verrez seulement comment le matériel est maintenant configuré et pas quelles ressources sont nécessaires. Dans certains cas, vous verrez seulement l'adresse de base (le début des plages d'adresses) mais pas celle de fin. Si vous disposez de l'espace complet, alors vous pourrez déterminer combien d'octets de ressources sont nécessaires.

Pour les cartes du bus ISA, ce n'est pas aussi simple que pour le bus PCI qui est conçu pour le PnP. Les cartes ISA récentes étaient PnP contrairement aux anciennes. De même, certaines cartes PnP ont leur partie PnP désactivée par des logiciels spéciaux ne fonctionnant que sous MS Windows. Les cartes non PnP sont configurées avec des cavaliers sur la carte ou par des logiciels sous MS Windows.

Si c'est une carte PnP, vous pouvez essayer pnpdump --dumpregs mais ce n'est pas une certitude. Le résultat peut sembler crypté mais il peut être déchiffré. Ne confondez pas les adresses de port de lecture que pnpdump utilise pour communiquer avec les cartes PnP avec l'adresse d'entrées/sorties du périphérique trouvé. Elles ne sont pas identiques.

LPC (acronyme de Low Pin Count, soit petit nombre de connecteurs) est une interface type bus souvent utilisée sur les portables et de plus en plus utilisée sur les machines de bureau. Pour savoir si vous disposez d'un bus LPC, saisissez la commande lspci et cherchez quelque chose comme « LPC ». Il y a d'autres mots prêt de « LPC » comme « ISA Bridge ... LPC Interface Controller » ou « LPC Bridge », et cætera. LPC n'est pas réellement de l'ISA mais il se substitue à un bus ISA.

L'ancien bus ISA était lent et les périphériques qui avaient besoin de plus de rapidité étaient placés sur le nouveau bus PCI. Mais les périphériques qui n'avaient pas besoin d'une grande vitesse étaient souvent implémentés par des composants sur la carte mère et restaient sur le bus ISA même s'il n'y avait aucun emplacement pour des cartes ISA. Puis le bus LPC est arrivé pour remplacer les cartes ISA restantes. LPC est bien plus petit que l'ISA et aussi rapide car son horloge est quatre fois plus rapide que celle du bus ISA. Son bus multiplexé pour les données/adresses et le contrôle est composé de quatre fils. Envoyer un octet requiert la séparation de l'octet en deux demi-octets et leur réassemblage après. Cela explique la signification de l'acronyme LPC : Low Pin Count (petit nombre de broches). Il y a aussi quelques lignes sur le bus.

Cette petite interface LPC est utilisé pour les périphériques propriétaires lents comme les ports séries, les ports parallèles et les lecteurs de disquette. Donc, un ordinateur utilisant le bus LPC aura tous ces périphériques rapides sur le bus PCI, et cætera et les périphériques lents sur le bus LPC. Tous les périphériques LPC seront sur la carte : il n'existe pas d'emplacement pour carte LPC.

Un composant majeur du bus LPC est le composant superio, contenant des périphériques d'entrées/sorties propriétaires : ports série et parallèle, lecteur de disquette, contrôleur de clavier, et cætera. Le BIOS pourrait même se trouver sur le bus LPC. Le clavier et la souris (périphériques en entrée) devraient être listés dans /proc/bus/input/devices mais, au lieu de voir « lpc », il semble afficher « isa0060/serio0 », et cætera même s'ils se trouvent sur le bus LPC, et non pas sur le bus ISA.

Avant que le bus LPC devienne populaire, il existait un bus X (pas couvert dans ce guide pratique) qui a servi dans le même but que le bus LPC mais qui n'était pas aussi compact que le bus LPC. Certains PC disposent des deux bus.

En contraste avec les cartes PnP, les cartes non PnP ont toujours leurs ressources configurées au niveau matériel. C'est-à-dire qu'elles ont toujours une adresse et une IRQ sauf s'il existe une configuration par cavalier, et cætera pour désactiver le périphérique. Quelquefois, le pilote du périphérique, ou un autre logiciel, peut trouver les ressources utilisées simplement en cherchant sur chaque adresse. Par exemple, scanport (Debian uniquement ?) cherche sur la plupart des adresses d'entrées/sorties et peut trouver des périphériques ISA. Mais, attention, cela peut bloquer votre PC. Quelque fois, il échouera dans sa recherche du matériel disponible (car le matériel a 0xff dans ses registres). Même s'il trouve le matériel, il n'affichera pas l'IRQ ou n'identifiera pas positivement le matériel.

Donc, une façon de trouver ce matériel est de lancer un pilote, qui pourrait chercher un tel matériel. En regardant dans les messages du démarrage, vous pourriez voir un pilote se lancer et découvrir le matériel. Sinon, vous pourriez avoir besoin de trouver un pilote et de le lancer (par exemple, en le chargeant comme un module).

Trouver le bon pilote peut être difficile. Quelquefois, il n'existe tout simplement pas de pilote car certains périphériques ne sont pas (encore) gérés par Linux. Pour déterminer le pilote dont vous avez besoin, jetez un œil sur toute documentation pouvant vous permettre d'identifier la carte. Si ceci échoue, jetez un œil à la carte elle-même, avec les noms/numéros importants inscrits sur les composants. Mais l'identification du module de pilote dont vous avez besoin pourrait n'être pas disponible sur la carte. Vous pouvez trouver l'identifiant FCC sur la carte, puis chercher sur Internet avec ce numéro pour essayer de trouver plus d'informations sur la carte (ou sur les composants en faisant partie).

Si la carte dispose de cavaliers pour configurer les ressources, alors vous pouvez regarder la façon dont ils sont installés. Il existe des cartes qui ont à la fois le support de PnP et des cavaliers. Elles fonctionnent comme des cartes à cavalier si PnP a été désactivé d'une façon ou d'une autre. Vous pourriez avoir besoin de la documentation (soit imprimée soit sur disquette) venant avec la carte. Peut-être pourrez-vous la trouver sur Internet.

Un des cas les plus difficiles est quand du logiciel fonctionnant sous MS Windows a été utilisé pour configurer une carte non PnP ou une carte PnP où la partie PnP a été désactivée. Donc, vous ne pouvez la configurer par PnP ou par des cavaliers. Dans ce cas, votre seul espoir est de chercher les adresses comme décrit dans la section intitulée « Cartes non PnP ». Ou essayez de trouver le logiciel MS qui l'a configuré.

Dans un effort dupliqué, plusieurs distributions majeures de Linux ont développé leur propre outil de détection et de configuration du matériel. Ils configurent généralement bien plus que les ressources Plug-and-Play. C'est une configuration générale qui est bien au-delà du domaine couvert par ce guide pratique.

Puis, d'autres distributions, comme Debian, pouvaient obtenir des copies des outils et les offrir à leurs utilisateurs comme option ou comme outil en cas de problème. Ces outils utilisent généralement les outils Linux standard pour détecter le matériel, comme par exemple lspci. Dans la liste d'outils qui suit, le nom de la distribution qui l'a conçu est entre parenthèses mais l'outil est certainement disponible aussi pour les autres distributions.

Il existe différents outils disponibles pour trouver et, quelque fois, configurer différents types de périphériques. Cette configuration est généraliste et n'est pas couverte dans ce guide pratique.

Quelques personnes ont essayé d'utiliser Windows pour voir comment les ressources bus étaient configurées. Malheureusement, comme le matériel PnP oublie sa configuration de ressources bus à l'arrêt, la configuration peut ne pas être identique lors du redémarrage sous Linux pour le matériel non PnP (ou lorsque quelqu'un a désactivé PnP dans le périphérique soit par des cavaliers soit en utilisant des logiciels Windows). Même pour PnP, cela peut être le cas parce que dans beaucoup de cas, Windows et Linux acceptent simplement ce que le BIOS a fait. Mais là où Windows et Linux font une configuration, ils peuvent le faire différemment. Donc ne comptez pas à ce que les périphériques soient configurés de la même manière.

L'USB (Universal Serial Bus, c'est-à-dire Bus Universel Série) est un bus à grande vitesse sur un câble externe qui se connecte au PC. Le bus externe a ses propres protocoles de communication et n'utilise pas les IRQ, adresses d'entrées/sorties (ou tout autre ressource bus) sur les câbles bus externes. La communication se fait par paquets comme sur Internet, seulement sur des allocations de tranches de temps, ce qui empêche un périphérique de manger le bus si d'autres périphériques en ont besoin. Il existe des tranches de temps libre qui permettent à tout périphérique d'envoyer un message court au contrôleur de bus sans avoir besoin des IRQ sur le bus.

Néanmoins, le contrôleur de bus USB intégré au PC a une IRQ et une adresse sur le bus PCI (ou ISA), utilisées pour la communication entre le CPU et tous les périphériques USB. Donc, il n'y a pas d'allocations de ressources nécessaires pour les périphériques individuels sur le bus USB. Vous pouvez aussi imaginer que tous les périphériques sur le bus USB partagent la même interruption et la même adresse. Si un périphérique est sur l'USB, il a besoin d'un pilote qui comprenne l'USB.

Mais, chaque périphérique USB a un identifiant, comme les cartes du bus PCI. Linux maintient donc une table des identifiants de façon à ce que les pilotes de périphérique puissent les vérifier et trouver ainsi leur périphérique. L'USB supporte aussi le « hot plug ». Pour trouver ce qui est placé sur le bus USB, vous pouvez utiliser un outil généraliste de détection de matériel comme discover ou hwinfo.

« Hot plug » correspond à la connexion d'un périphérique sur un PC (habituellement avec un câble) et à sa détection immédiate. Si nécessaire, il est configuré avec les ressources bus. Son pilote est aussi lancé, peut-être en chargeant le module correspondant. Pour que ceci fonctionne, le matériel utilisé doit être conçu de façon approprié. Vous pouvez utiliser cette fonctionnalité avec certaines cartes PCI (Cardbus), périphériques USB et IEEE 1394 (Firewire).

Lorsqu'un nouveau périphérique est détecté, ses registres sont lus de façon à récupérer un numéro d'identifiant du périphérique. Pour trouver un pilote, Linux doit maintenir une table réalisant la correspondance entre numéro de périphérique et pilote. Cette table existe dans le noyau depuis la version 2.4. Elle est nommée MODULE_DEVICE_TABLE.

« Hot Swap » vous permet de remplacer un ancien périphérique en l'enlevant et en branchant le nouveau. Vous avez donc interverti (swapped) les périphériques. Maintenant, en plus d'être capable de détecter le branchement d'un nouveau périphérique, la suppression d'un ancien périphérique doit aussi être détectée.

Les périphériques externes connectés par le port série via un câble (comme les modems externes) sont aussi appelé Plug-and-Play. Comme seul le port série a besoin de ressources bus (une IRQ et une adresse d'entrées/sorties), il n'y a pas de ressources bus à allouer pour ces périphériques. Dans ce cas, PnP est utilisé uniquement pour l'identification du modem (lire le numéro/code du modèle). Ceci est important dans le cas où ce modem est un modem logiciel (linmodem) et requiert un pilote spécifique. Il existe une spécification PnP pour de tels périphériques séries externes (quelque chose connecté au port série).

Linux ne supporte pas encore ceci ? Pour un modem matériel, le pilote série ordinaire suffira, donc il n'y a pas besoin de chercher un pilote avec serialpnp. Vous devez toujours indiquer au programme de communication sur quel port se trouve le modem. Avec PnP, vous n'auriez même pas besoin de faire ça. Avec l'arrivée des modems logiciels disposant de pilotes Linux (linmodem), il serait bien que les pilotes appropriés s'installent automatiquement via PnP.

Ceci signifie qu'une interruption est survenue alors qu'aucun pilote ne l'attendait. Il est improbable que le matériel ait généré une interruption par erreur. Il est plus probable que le logiciel comporte un petit bogue et n'a pas réalisé qu'un logiciel a fait quelque chose qui a généré cette interruption. Dans la plupart des cas, vous pouvez ignorer ce message en toute sécurité, et tout particulièrement si cela n'est arrivé qu'une ou deux fois lors du démarrage. Pour les messages du démarrage, regardez les messages qui lui sont proches pour trouver une indication sur ce qui s'est passé. Par exemple, si une recherche était en cours, il est possible que cela ait activé un périphérique physique qui en retour a généré une interruption, interruption que le pilote n'attendait pas. Le pilote n'écoutait peut-être pas le bon numéro d'IRQ.

Le BIOS a été incapable de configurer les ressources bus. Il peut exister un conflit d'interruptions qui ne peut être évité. Dell vous suggère que vous enleviez certaines des cartes non essentielles pour voir si le problème disparaît. Dans un cas, le problème était dû à une carte mère défectueuse.

Si vous utilisez isa-pnp, l'adresse d'entrées/sorties 0xa79 ne doit jamais être utilisée par un périphérique, quel qu'il soit. Donc, si un autre matériel utilise 0xa79 lorsque vous essayez de charger le module isa-pnp, vous obtiendrez ce message dans vos journaux de trace et isa-pnp quittera. Une façon de corriger cela est de charger le module isa-pnp bien plus tôt avant que tout autre matériel ne soit initialisé. Pour le PCMCIA, ceci impose de charger isa-pnp avant de lancer les modules cb et le service associé.

Ici, « région » signifie un ensemble d'adresses. Un périphérique PCI qui a besoin de deux régions aura la région 0 comme première adresse et la région 1 pour deuxième adresse. Utilisez la commande lspci --v pour voir les différentes régions de ressources (souvent appelé régions) et si l'adresse est de type entrée/sortie ou mémoire. Dans le jargon PCI, la région 2 est l'« adresse de base 2 » (ou « registre d'adresse de base 2 »), et cætera.

C'est en quelque sorte un réseau Plug-and-Play développé par Microsoft mais utilisable sous Linux. Vous connectez quelque chose sur un réseau et ce quelque chose n'a pas besoin d'être configuré mais ne va communiquer qu'avec des périphériques UPnP du réseau. Ici, « configurer » est utilisé dans le sens large et ne signifie pas simplement configurer les ressources bus. Un des objectifs est de permettre au gens connaissant peu de choses sur les réseaux ou sur la configuration et l'installation d'un routeur, d'une passerelle, d'une imprimante réseau, et cætera de le faire. Une utilisation majeure de UPnP serait dans les réseaux sans-fil.

UPnP utilise :

Ce guide pratique ne couvre pas UPnP. UPnP pour Linux est supporté par Intel qui a développé un logiciel spécifique. Il existe d'autres programmes qui font à peu près la même chose que UPnP. Une comparaison de ceux-ci est disponible sur http://www.cs.umbc.edu/~dchakr1/papers/mcommerce.html. Un projet UPnP pour Linux se trouve sur Sourceforge : Kit UPnP pour Linux

Il existe trois types d'adresses : adresses en mémoire principale, adresses d'entrées/sorties (ports) et adresses de configuration. Sur le bus PCI, les adresses de configuration constituent une plage d'adresses séparée un peu comme les adresses d'entrées/sorties. Sauf dans le cas compliqué des adresses de configuration ISA, qu'une adresse sur le bus soit ou non une adresse en mémoire principale, une adresse d'entrées/sorties ou une adresse de configuration dépend seulement du voltage sur certains fils du bus. Pour plus de détails sur les adresses de configuration du bus ISA, voir la section intitulée « Adresses de configuration du bus ISA (Port de lecture et cætera) ».

Ces adresses sont aussi connues comme les « ports d'auto-configuration ». Pour le bus ISA, il n'existe pas techniquement de plage d'adresses de configuration, mais le CPU utilise une façon spéciale d'accéder aux registres de configuration PnP sur les cartes PnP. Dans ce but, trois adresses d'entrées/sorties sont allouées et chacune adresse un seul octet (il n'y a pas à proprement parler d'espace ou de plage). Il ne s'agit pas de trois adresses pour chaque carte mais de trois adresses partagées par toutes les cartes ISA-PnP.

Ces trois adresses sont nommées port de lecture (read-port), port d'écriture (write-port) et port d'adresse (address-port). Chaque port a une taille d'un octet. Chaque carte PnP dispose d'un grand nombre de registres de configuration, donc même les trois adresses ne sont pas suffisantes pour les registres de configuration d'une seule carte. Pour résoudre ce problème, chaque carte se voit affecter un numéro de carte en utilisant une technique appelée « isolation ». Voir la section intitulée « Isolation ISA » pour des détails plus complexes.

Ensuite, pour configurer une certaine carte, son numéro de carte est envoyé via l'adresse du port d'écriture pour indiquer à cette carte qu'elle doit écouter sur son port d'adresse. Toutes les autres cartes notent que ce n'est pas leur numéro de carte et donc n'écoutent pas. Ensuite, l'adresse d'un registre de configuration est envoyé sur le port d'adresse (à toutes les cartes, mais une seule écoute). Enfin, le transfert de données prend place avec ce registre de configuration sur cette carte soit en faisant une lecture sur le port de lecture soit en faisant une écriture sur le port d'écriture.

Le port d'écriture est toujours A79 et le port d'adresse est toujours 279 (en hexadécimal). Le port de lecture n'est pas fixe mais dépend du logiciel de configuration (tout en restant dans la plage 203-3FF) qui avec un peu de chance n'entrera pas en conflit avec les autres cartes ISA. Si un conflit se déclare, il changera l'adresse. Toutes les cartes PnP sont « programmées » avec cette adresse. Donc, si vous utilisez isapnp pour enregistrer ou connaître la configuration, celui-ci doit d'abord déterminer l'adresse du port de lecture.

L'indication précédente, à savoir que les pilotes de périphérique écoutent leur interruption, était une explication très simplifiée. En fait, il s'agit d'un composant (ou d'une partie d'un composant) embarqué sur la carte-mère, appelé le contrôleur d'interruptions. Il va écouter toutes les interruptions. Quand le contrôleur récupère une interruption, il envoie un signal au CPU pour lancer la routine du service d'interruption du pilote de périphérique approprié pour gérer cette interruption.

Il existe différents types de contrôleurs d'interruptions. L'un d'entre eux est l'APIC (acronyme de Advanced Programmable Interrupt Controller) qui a des broches en entrée pour toutes les interruptions, y compris les interruptions PCI. Les anciens contrôleurs ont seulement des broches pour les interruptions ISA mais ils peuvent toujours gérer les interruptions PCI car il s'agit d'un routeur programmable d'interruptions qui convertit les interruptions PCI en interruptions ISA et les envoie vers certaines broches (c'est-à-dire vers certaines IRQ). Un autre schéma est que le routeur informe directement le CPU des interruptions PCI et qu'il laisse le contrôleur d'interruption ISA gérer les interruptions ISA en contactant le CPU via le routeur.

S'il y a plus d'un pilote de périphérique, au lieu de lancer un service h(), comment écoutent-ils ? Un pilote de périphérique fonctionnel est seulement du code dans la mémoire de l'ordinateur. Comment une interruption qui est une simple impulsion électrique sur un fil IRQ de la carte-mère, atteint ce code du pilote et lance l'exécution de la routine du service d'interruption ?

Il existe une pièce matérielle connue sous le nom de contrôleur d'interruption. Un exemple moderne est l'APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller).

C'est uniquement pour l'ancien bus ISA. L'isolation est une méthode complexe d'affectation d'un point temporaire (numéro d'identifiant ou CSN, Card Select Number) à chaque périphérique PnP du bus ISA. Comme il existe des moyens plus efficaces (mais plus complexes) de le faire, certains pourraient dire qu'il s'agit d'une méthode simple. Seule une adresse d'écriture est utilisée pour les écritures PnP vers tous les périphériques pour que toutes les écritures vers cette adresse aillent sur tous les périphériques PnP. Cette adresse d'écriture est utilisé pour envoyer (affecter) un numéro de carte unique à chaque périphérique PnP. Pour être assigné, ce numéro de carte nécessite qu'un seul périphérique soit en écoute lorsque le numéro de carte est envoyé (écrit) à cette adresse commune. Tous les périphériques PnP ont un numéro de série unique qu'ils utilisent lors du processus d'isolation. Faire l'isolation est comme un jeu. Cela se fait en utilisant l'équivalent d'un bus commun de fils connectant tous les périphériques PnP au programme d'isolation.

Pour le premier tour du « jeu », tous les périphériques PnP écoutent sur ce fil et envoient simultanément une séquence de bits sur le fil. Les bits autorisés sont soit un 1 (voltage positif) soit un « 0 ouvert » sans voltage (circuit ouvert ou trois-états). Pour cela, chaque périphérique PnP commence à envoyer séquentiellement son numéro de série sur ce fil, voltage (circuit ouvert ou trois-états). Pour faire cela, chaque périphérique PnP lance simplement son numéro de série sur les fils, bit à bit, en commençant par le plus haut. Si un périphérique envoie un 1, un 1 sera entendu par tous les autres périphériques. Si tous les périphériques envoient un « 0 ouvert », rien ne sera entendu sur le fil. Le but est d'éliminer (à la fin du premier tour) tous les périphériques sauf celui possédant le numéro de série le plus important. « Éliminer » signifie enlever de ce tour du jeu et donc cesser temporairement d'écouter tout ce qui passe sur le fil. (Notez que tous les numéros de série ont la même taille.) Quand il ne reste qu'un seul périphérique en écoute, un numéro de carte lui est donné.

Tout d'abord, considérez seulement le bit le plus haut du numéro de série qui est placé sur le fil par tous les périphériques qui n'ont pas encore de numéro de carte. Si un périphérique PnP envoie un 0 (0 ouvert) mais entend un 1, cela signifie qu'un ou plusieurs autres périphériques PnP a un numéro de série plus important, donc il se supprime temporairement pour ce tour. Maintenant, les périphériques restant en jeu (pour ce tour) ont tous le même bit de haut niveau (un 1), donc nous pouvons supprimer ce bit et continuer avec le « reste du numéro de série » pour la suite du tour. Ensuite, recommencez depuis le début de ce paragraphe et répétez jusqu'à ce que le numéro de série soit examiné en entier pour chaque périphérique (voir plus bas pour les cas « tous à 0 »).

Donc, il est clair que seules les cartes avec un petit numéro de série sont éliminées lors d'un tour. Mais qu'arrive-t-il si tous les périphériques du jeu envoient un 0 comme leur bit de haut niveau ? Dans ce cas, un « 0 ouvert » est envoyé sur la ligne et tous les participants restent en lice. S'ils ont tous un 0 au début, alors les 0 sont supprimés comme les 1 du paragraphe ci-dessus. Le jeu continue alors avec le bit suivant du numéro de série).

A la fin du tour (après que le dernier bit ait été envoyé), seul un périphérique PnP, celui possédant le plus haut numéro de série, reste en jeu. Il se voit attribuer un numéro de carte et quitte le jeu définitivement. Ensuite, tous les autres périphériques du tour précédent (qui n'ont donc pas de numéro de carte) reviennent dans le jeu et un nouveau tour commence, avec un participant en moins. Éventuellement, tous les périphériques PnP se voient assigner un numéro de carte. Il est facile de prouver que cet algorithme fonctionne. L'algorithme actuel est un peu plus complexe que celui présenté ci-dessus car chaque étape est répétée deux fois pour s'assurer, et ces répétitions sont faites d'une façon un peu différente (mais en utilisant la même idée de base).

Une fois tous les numéros de carte assignés, ils sont utilisés pour s'adresser à chaque périphérique PnP pour envoyer/lire des données de configuration. Notez que ces numéros de carte sont seulement utilisés pour la configuration PnP et ne sont pas utilisés pour les communications normales avec le périphérique PnP. Lorsque l'ordinateur démarre, un BIOS PnP fera l'isolation puis s'occupera de la configuration PnP. Après ça, tous les numéros de carte sont « perdus » d'une telle façon que si quelqu'un veut changer (ou inspecter) la configuration une nouvelle fois, l'isolation devra être refaite intégralement.

Si un bus dispose d'une fonctionnalité de maîtrise du bus, il est peu probable que des ressources seront nécessaires pour le DMA sur ce bus. Par exemple, le bus PCI n'a pas besoin des ressources DMA car il dispose de cette fonctionnalité. Néanmoins, la « maîtrise du bus » est souvent appelée DMA. Mais, comme il ne s'agit pas strictement de DMA, il ne nécessite aucune ressource DMA. Les bus locaux ISA et VESA n'ont pas de maîtrise du bus. Les anciens bus MCU et EISA l'avaient.