Linux下编译内核

                       Linux下编译内核

内核编译：

编译内核就是把内核的相关文件重新生成。

 

内核编译前期准备：

Linux kernel下载网址：https://www.kernel.org/下载需要编译的内核版本。

在虚拟机中安装开发工具包组：Development Tools，可以使用yum grouplist 查找。

[root@centos7 cd]# yum -y groupinstall –disablerepo=mage "Development Tools"

在虚拟机中安装ncurses包。

[root@centos7 cd]# yum -y install –disablerepo=mage ncurses*

编译内核虚拟机环境：centos 7。

编译之前确认本机硬件信息 （普通编译、交叉编译）。

 

Linux内核设计体系：

     Linux内核采用单内核体系设计、但充分借鉴了微内核设计体系的优点，为内核引入模块化机制。

 

 Linux内核组成部分：

      kernel：内核的核心文件，通常放置在/boot目录下，名称为vmlinuz-VERSION-RELEASE；

      示例：

        [root@centos6 ~]# ls /boot

        config-2.6.32-642.el6.x86_64  grub  lost+found  System.map-2.6.32-642.el6.x86_64

        efi  initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img symvers-2.6.32-642.el6.x86_64.gz

        vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64

        [root@centos6 ~]#

  

       kernel object：内核对象，一般放置在/lib/modules/version-release/目录下，大部分为以.ko结尾的驱动模块文件。

 

查看内核版本：

       uname命令：

            uname – print system information

            uname [OPTION]…

                  -n：显示主机名称；

                  -r：显示版本信息；

                  -a：显示所有信息；

示例：

 [root@centos6 Desktop]# uname -r

 2.6.32-642.el6.x86_64

 [root@centos6 Desktop]#

 

内核模块命令：

     lsmod命令：

       显示由核心已经装载的内核模块；显示的内容来自于/proc/modules文件。

   示例：

    [root@centos6 Desktop]# lsmod | grep "ext4"

    ext4                  379655  3

    jbd2                   93252  1 ext4

    mbcache                 8193  1 ext4

    [root@centos6 Desktop]#

 

modinfo命令：

     显示模块的详细描述信息；

     modinfo [ -0 ]  [ -F field ]  [ -k kernel ]  [ modulename|filename… ]

            -n：显示模块文件路径；

            -p：显示模块参数；

            -a：显示作者信息；

            -d：显示驱动文件描述信息；

            -l：查看许可证；

     示例：

      [root@centos6 Desktop]# modinfo -n e1000

      /lib/modules/2.6.32-642.el6.x86_64/kernel/drivers/net/e1000/e1000.ko

      [root@centos6 Desktop]#

 

内核模块管理：

   modprobe命令：

        装载或卸载内核模块；

          选项：

              -l：列出所有装载的内核模块；

              -r：下载内核模块；  或 rmmod命令

   示例：

      [root@centos6 Desktop]# modprobe -r e1000

      [root@centos6 Desktop]# lsmod | grep e1000

      [root@centos6 Desktop]# modprobe  e1000

      [root@centos6 Desktop]# lsmod | grep e1000

      e1000                 134863  0

      [root@centos6 Desktop]#

 

depmod命令：

   内核模块依赖关系文件及系统信息映射文件的生成工具，不要随便执行。

 

insmod命令：指定模块文件，不自动解决依赖模块，需手动解决依赖关系。

  insmod `modinfo  -n  exportfs`

  insmod `modinfo  -n  xfs`

 

rmmod命令：

   rmmod  [modulename]

   示例：卸载xfs模块驱动

   rmmod  xfs

 

/proc目录：

     内核把自己内部状态信息及统计信息，以及可配置参数通过proc伪文件系统加以输出。

   参数：只读：输出信息

         可写：可接受用户指定的新值来实现对内核某功能或特性的配置。

   sysctl命令：用于查看或修改修改/proc/sys目录中的诸多参数。修改的参数临时生效。

         选项：

             -a：查看所有参数；

             -w：临时设置某一参数；

             -p：重新读取/etc/stsctl.conf配置文件，使其参数更改生效。

 

     内核中的路由转发：

           /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

    

     常用的几个参数：

         net.ipv4.ip_forward  开启/禁用路由转发

         net.ipv4.icmp_echo_ignore_all  开启/禁用ping命令

         vm.drop_caches=3  清理内存cache。

         kernel.shmall   默认16G，有时需要调大，充分发挥机器硬件性能。

 

     示例：设置临时开启路由转发功能。等同于 echo命令设置。

    1）[root@centos6 Desktop]# sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1

       net.ipv4.ip_forward = 1

       [root@centos6 Desktop]#

    2）echo命令：设置临时关闭路由转发功能。

       [root@centos6 Desktop]# echo "0" > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

       [root@centos6 Desktop]# cat /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

       0

       [root@centos6 Desktop]#

 

/sys目录：

    sysfs：为用户使用的伪文件系统，输出内核识别出的各硬件设备的相关属性信息，也有内核对硬件特性的设定信息，有些参数是可以修改的，用于调整硬件工作特性。

    udev通过此路径下输出的信息动态为各设备创建所需要设备文件，udev是运行用户空间程序。

        专用工具：udevadmin  hotplug

        udev为设备创建设备文件时，会读取其事先定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d及/usr/lib/udev/rules.d目录。

 

   ramdisk管理：

       mkinitrd命令：

         为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件；需在急救模式下操作。

         mkinitrd initramfs-`uname -r `.img  `uname -r`

    

   dracut命令：

     为当前正在使用的内核重新制作ramfs文件；需在急救模式下操作。

     dracut  initramfs-`uname -r `.img  `uname -r`

 

编译内核：

（1）准备好开发环境。

（2）获取目标主机上硬件设备的相关信息。

（3）获取目标主机系统功能的相关信息。

（4）获取内核源代码包。https://www.kernel.org/

 

开发环境准备：

      包组：

        1、Development  Tools 开发工具包。

    2、在虚拟机中安装make  menuconfig依赖的ncurses包。

           ncurses-5.9-13.20130511.el7.x86_64

 

      目标主机硬件设备相关信息：

         CPU：

           #cat /proc/cpuinfo 查看CPU信息

           # lscpu           查看CPU信息

           #arch            查看架构  

 

硬件设备：

      pci设备：

         lspci  -v

         lsusb  -v

         lsblk  块设备

 

内核编译安装：

安装开发包组；

下载源码文件；

.config：准备文本配置文件；

make menuconfig：配置内核选项；

make [-j  #] ：编译内核 ，使用#个CPU并发编译；

make modules_install：安装驱动模块至/lib/modules/目录下。

make install ：安装内核相关文件。

          （1）安装内核文件到本机/boot目录下。

          （2）生成initramfs伪根文件系统。

          （3）编辑/boot/grub2/grub.cfg配置文件

 

编译内核：

配置内核选项：

  支持“更新”模式进行配置：make help

   1）make config：基于命令行以遍历的方式去配置内核中可以配置的每个选项；

   2）make menuconfig：基于ncurses的文本窗口界面；

   3）make gconfig：基于GTK（GNOME）环境窗口界面；

   4）make xconfig：基于QT（KDE）环境的窗口界面；

 

  支持“全新配置”模式进行配置

   1）make defconfig：基于内核为目标平台提供的“默认”配置进行配置；

   2）make allyesconfig：所有选项均回答为“yes”；

   3）make allnoconfig：所有的选项均回答为“no”；

 

内核编译：

全编译：make [-j #]

编译内核的一部分功能：

   1）只编译某目录中的相关代码：

     示例：编译打开内核对ntfs文件系统功能以模块化方式支持，同时支持写权限。

         [root@centos7 ~]# cd /usr/src/linux

         [root@centos7 linux]# make fs/ntfs/ntfs.ko （其中文件名需要自己写，事先不存在）

       

       2）只编译一个特定的模块：

          示例：只编译e1000驱动模块；

           [root@centos7 ~]# cd /usr/src/linux

           [root@centos7 linux]# make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko

    

     如何交叉编译：

         编译的目标平台与当前平台不相同；

          #make  ARCH=arch_name

          例如：

           #make  ARCH=arm

         要获取特定目标平台的使用帮助；

          #make  ARCH=arch_name help

          例如：

          #make  ARCH=arm help

     

      在已经执行过编译操作的内核源代码中做重新编译，需要事先做清理操作：

         make clean：清理大多数编译生成的文件，但会保留config文件等。

         make mrproper：清理所有编译生成的文件，config及某些备份文件。

         make distclean：清理所有编译生成的文件基本清理到编译前的状态。

 

开始编译内核：

   内核编译前期准备：

Linux kernel下载网址：https://www.kernel.org/下载需要编译的内核版本。

在虚拟机中安装开发工具包组：Development Tools，可以使用yum grouplist 查找。

[root@centos7 cd]# yum -y groupinstall –disablerepo=mage "Development Tools"

在虚拟机中安装make  menuconfig依赖的ncurses包。

[root@centos7 cd]# yum -y install –disablerepo=mage ncurses*

编译内核虚拟机环境：centos 7。

编译之前确认本机硬件信息 （普通编译、交叉编译）。

 

1）将下载好的kernel文件copy到root目录下。

       [root@centos7 ~]# ll -h linux-3.18.42.tar.xz

       -rwxrw-rw-. 1 root root 78M sep 20 21:50 linux-3.18.42.tar.xz

       [root@centos7 ~]#

 

2）在虚拟机中安装开发工具包组：Development Tools，可以使用yum grouplist 查找。

    [root@centos7 cd]# yum -y groupinstall –disablerepo=mage "Development Tools"

 

    3）解压linux-3.18.42.tar.xz内核包到/usr/src目录下。

    [root@centos7 ~]# tar xvf linux-3.18.42.tar.xz -C /usr/src

 

4）cd到/usr/src目录下，为linux-3.18.42创建软链接。

        [root@centos7 ~]# cd /usr/src/

        [root@centos7 src]# ln -s linux-3.18.42/  linux

        [root@centos7 src]# ll

        total 4

        drwxr-xr-x.  2 root root    6 jun  9  2014 debug

        drwxr-xr-x.  3 root root   34 sep 20 22:12 kernels

        lrwxrwxrwx.  1 root root   14 sep 20 23:16 linux -> linux-3.18.42/

        drwxrwxr-x. 23 root root 4096 sep 17 18:55 linux-3.18.42

 

      查看解压缩后的内核文件大小。

        [root@centos7 src]# cd  linux

        [root@centos7 linux]# du -sh .

        633M .

        [root@centos7 linux]#

   

5）拷贝本机/boot/config-3.10.0-229.el7.x86_64内核编译模板文件到/usr/src/linux/.config

    编译内核时默认会对这个.config文件。

   [root@centos7 linux]# cp -rf /boot/config-3.10.0-229.el7.x86_64  /usr/src/linux/.config

   [root@centos7 linux]# wc -l .config

   5310 .config

   [root@centos7 linux]#

 

6）在/usr/src/linux/目录下执行make menuconfig对.config文件进行更改操作。

        1）make menuconfig 是依赖于ncurses包的，如果没有安装需要进行安装。

           [root@centos7 linux]# yum -y install –disablerepo=mage ncurses*

        

        2）在/usr/src/linux/目录下执行make menuconfig对.config文件进行更改操作。

            [root@centos7 linux]# make menuconfig

    

general setup 配置：补充kernel version后的version info

    

关闭蓝牙

   

打开内核对ntfs文件系统功能以模块化方式支持，同时支持写权限。

   

执行exit到首页，再次执行exit退出，并选择yes保存操作更改。

 

     现在在看一下/usr/src/linux/.config文件的大小。

         root@centos7 linux]# du -sh .

         634M .

         [root@centos7 linux]#

     这时我们发现比更改前多了1M。

 

  7）使用make命令开始对内核编译。

         make  -j # 指定本机编译内核CPU的个数，并行编译。

 

     查看本机CPU个数：

      [root@centos7 linux]# lscpu

      Architecture:          x86_64

      CPU op-mode(s):        32-bit, 64-bit

      Byte Order:            Little Endian

      CPU(s):                4

      On-line CPU(s) list:   0-3

      Thread(s) per core:    1

      ……………………….

      [root@centos7 linux]#

 

开始编译内核：Need to wait for a period of time

  [root@centos7 linux]# make -j 4

 

查看编译后的/usr/src/linux目录大小：

  [root@centos7 linux]# du -sh .

  7,0G .

  [root@centos7 linux]#

 

查看是否编译生成了ntfs.ko文件

  [root@centos7 linux-3.18.42]# find -name  "*.ko"  | grep "ntfs"

  ./fs/ntfs/ntfs.ko

  [root@centos7 linux-3.18.42]#

 

 8）安装模块至 /lib/modules目录下。

      [root@centos7 linux]# make modules_install

 

 9）安装内核相关文件。

  （1）安装内核文件到本机/boot目录下。

  （2）生成initramfs伪根文件系统。

  （3）编辑/boot/grub2/grub.cfg配置文件

 

      [root@centos7 linux]# make install  （一条命令，以上三步全部搞定）

      sh ./arch/x86/boot/install.sh 3.18.42-zhengyibolinux arch/x86/boot/bzImage \

  System.map "/boot"

      [root@centos7 linux]#

    

     到/boot目录下查看发现已经多了一个内核文件。

     到/boot/grub2/grub.cfg文件中查看发现已经多了一个新内核信息。

 

 10）重启 reboot，使用新内核启动。