Linux下編譯內核

                       Linux下編譯內核

內核編譯：

編譯內核就是把內核的相關文件重新生成。

 

內核編譯前期準備：

Linux kernel下載網址：https://www.kernel.org/下載需要編譯的內核版本。

在虛擬機中安裝開發工具包組：Development Tools，可以使用yum grouplist 查找。

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

在虛擬機中安裝ncurses包。

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

編譯內核虛擬機環境：centos 7。

編譯之前確認本機硬件信息 （普通編譯、交叉編譯）。

 

Linux內核設計體系：

     Linux內核采用單內核體系設計、但充分借鑒了微內核設計體系的優點，為內核引入模塊化機制。

 

 Linux內核組成部分：

      kernel：內核的核心文件，通常放置在/boot目錄下，名稱為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：內核對象，一般放置在/lib/modules/version-release/目錄下，大部分為以.ko結尾的驅動模塊文件。

 

查看內核版本：

       uname命令：

            uname – print system information

            uname [OPTION]…

                  -n：顯示主機名稱；

                  -r：顯示版本信息；

                  -a：顯示所有信息；

示例：

 [root@centos6 Desktop]# uname -r

 2.6.32-642.el6.x86_64

 [root@centos6 Desktop]#

 

內核模塊命令：

     lsmod命令：

       顯示由核心已經裝載的內核模塊；顯示的內容來自于/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：

     顯示模塊的詳細描述信息；

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

            -n：顯示模塊文件路徑；

            -p：顯示模塊參數；

            -a：顯示作者信息；

            -d：顯示驅動文件描述信息；

            -l：查看許可證；

     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]#

 

內核模塊管理：

   modprobe命令：

        裝載或卸載內核模塊；

          選項：

              -l：列出所有裝載的內核模塊；

              -r：下載內核模塊；  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：

   內核模塊依賴關系文件及系統信息映射文件的生成工具，不要隨便執行。

 

insmod命令：指定模塊文件，不自動解決依賴模塊，需手動解決依賴關系。

  insmod `modinfo  -n  exportfs`

  insmod `modinfo  -n  xfs`

 

rmmod命令：

   rmmod  [modulename]

   示例：卸載xfs模塊驅動

   rmmod  xfs

 

/proc目錄：

     內核把自己內部狀態信息及統計信息，以及可配置參數通過proc偽文件系統加以輸出。

   參數：只讀：輸出信息

         可寫：可接受用戶指定的新值來實現對內核某功能或特性的配置。

   sysctl命令：用于查看或修改修改/proc/sys目錄中的諸多參數。修改的參數臨時生效。

         選項：

             -a：查看所有參數；

             -w：臨時設置某一參數；

             -p：重新讀取/etc/stsctl.conf配置文件，使其參數更改生效。

 

     內核中的路由轉發：

           /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

    

     常用的幾個參數：

         net.ipv4.ip_forward  開啟/禁用路由轉發

         net.ipv4.icmp_echo_ignore_all  開啟/禁用ping命令

         vm.drop_caches=3  清理內存cache。

         kernel.shmall   默認16G，有時需要調大，充分發揮機器硬件性能。

 

     示例：設置臨時開啟路由轉發功能。等同于 echo命令設置。

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

       net.ipv4.ip_forward = 1

       [root@centos6 Desktop]#

    2）echo命令：設置臨時關閉路由轉發功能。

       [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目錄：

    sysfs：為用戶使用的偽文件系統，輸出內核識別出的各硬件設備的相關屬性信息，也有內核對硬件特性的設定信息，有些參數是可以修改的，用于調整硬件工作特性。

    udev通過此路徑下輸出的信息動態為各設備創建所需要設備文件，udev是運行用戶空間程序。

        專用工具：udevadmin  hotplug

        udev為設備創建設備文件時，會讀取其事先定義好的規則文件，一般在/etc/udev/rules.d及/usr/lib/udev/rules.d目錄。

 

   ramdisk管理：

       mkinitrd命令：

         為當前正在使用的內核重新制作ramdisk文件；需在急救模式下操作。

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

    

   dracut命令：

     為當前正在使用的內核重新制作ramfs文件；需在急救模式下操作。

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

 

編譯內核：

（1）準備好開發環境。

（2）獲取目標主機上硬件設備的相關信息。

（3）獲取目標主機系統功能的相關信息。

（4）獲取內核源代碼包。https://www.kernel.org/

 

開發環境準備：

      包組：

        1、Development  Tools 開發工具包。

    2、在虛擬機中安裝make  menuconfig依賴的ncurses包。

           ncurses-5.9-13.20130511.el7.x86_64

 

      目標主機硬件設備相關信息：

         CPU：

           #cat /proc/cpuinfo 查看CPU信息

           # lscpu           查看CPU信息

           #arch            查看架構  

 

硬件設備：

      pci設備：

         lspci  -v

         lsusb  -v

         lsblk  塊設備

 

內核編譯安裝：

安裝開發包組；

下載源碼文件；

.config：準備文本配置文件；

make menuconfig：配置內核選項；

make [-j  #] ：編譯內核 ，使用#個CPU并發編譯；

make modules_install：安裝驅動模塊至/lib/modules/目錄下。

make install ：安裝內核相關文件。

          （1）安裝內核文件到本機/boot目錄下。

          （2）生成initramfs偽根文件系統。

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

 

編譯內核：

配置內核選項：

  支持“更新”模式進行配置：make help

   1）make config：基于命令行以遍歷的方式去配置內核中可以配置的每個選項；

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

   3）make gconfig：基于GTK（GNOME）環境窗口界面；

   4）make xconfig：基于QT（KDE）環境的窗口界面；

 

  支持“全新配置”模式進行配置

   1）make defconfig：基于內核為目標平臺提供的“默認”配置進行配置；

   2）make allyesconfig：所有選項均回答為“yes”；

   3）make allnoconfig：所有的選項均回答為“no”；

 

內核編譯：

全編譯：make [-j #]

編譯內核的一部分功能：

   1）只編譯某目錄中的相關代碼：

     示例：編譯打開內核對ntfs文件系統功能以模塊化方式支持，同時支持寫權限。

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

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

       

       2）只編譯一個特定的模塊：

          示例：只編譯e1000驅動模塊；

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

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

    

     如何交叉編譯：

         編譯的目標平臺與當前平臺不相同；

          #make  ARCH=arch_name

          例如：

           #make  ARCH=arm

         要獲取特定目標平臺的使用幫助；

          #make  ARCH=arch_name help

          例如：

          #make  ARCH=arm help

     

      在已經執行過編譯操作的內核源代碼中做重新編譯，需要事先做清理操作：

         make clean：清理大多數編譯生成的文件，但會保留config文件等。

         make mrproper：清理所有編譯生成的文件，config及某些備份文件。

         make distclean：清理所有編譯生成的文件基本清理到編譯前的狀態。

 

開始編譯內核：

   內核編譯前期準備：

Linux kernel下載網址：https://www.kernel.org/下載需要編譯的內核版本。

在虛擬機中安裝開發工具包組：Development Tools，可以使用yum grouplist 查找。

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

在虛擬機中安裝make  menuconfig依賴的ncurses包。

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

編譯內核虛擬機環境：centos 7。

編譯之前確認本機硬件信息 （普通編譯、交叉編譯）。

 

1）將下載好的kernel文件copy到root目錄下。

       [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）在虛擬機中安裝開發工具包組：Development Tools，可以使用yum grouplist 查找。

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

 

    3）解壓linux-3.18.42.tar.xz內核包到/usr/src目錄下。

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

 

4）cd到/usr/src目錄下，為linux-3.18.42創建軟鏈接。

        [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

 

      查看解壓縮后的內核文件大小。

        [root@centos7 src]# cd  linux

        [root@centos7 linux]# du -sh .

        633M .

        [root@centos7 linux]#

   

5）拷貝本機/boot/config-3.10.0-229.el7.x86_64內核編譯模板文件到/usr/src/linux/.config

    編譯內核時默認會對這個.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/目錄下執行make menuconfig對.config文件進行更改操作。

        1）make menuconfig 是依賴于ncurses包的，如果沒有安裝需要進行安裝。

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

        

        2）在/usr/src/linux/目錄下執行make menuconfig對.config文件進行更改操作。

            [root@centos7 linux]# make menuconfig

    

general setup 配置：補充kernel version后的version info

    

關閉藍牙

   

打開內核對ntfs文件系統功能以模塊化方式支持，同時支持寫權限。

   

執行exit到首頁，再次執行exit退出，并選擇yes保存操作更改。

 

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

         root@centos7 linux]# du -sh .

         634M .

         [root@centos7 linux]#

     這時我們發現比更改前多了1M。

 

  7）使用make命令開始對內核編譯。

         make  -j # 指定本機編譯內核CPU的個數，并行編譯。

 

     查看本機CPU個數：

      [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]#

 

開始編譯內核：Need to wait for a period of time

  [root@centos7 linux]# make -j 4

 

查看編譯后的/usr/src/linux目錄大小：

  [root@centos7 linux]# du -sh .

  7,0G .

  [root@centos7 linux]#

 

查看是否編譯生成了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）安裝模塊至 /lib/modules目錄下。

      [root@centos7 linux]# make modules_install

 

 9）安裝內核相關文件。

  （1）安裝內核文件到本機/boot目錄下。

  （2）生成initramfs偽根文件系統。

  （3）編輯/boot/grub2/grub.cfg配置文件

 

      [root@centos7 linux]# make install  （一條命令，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目錄下查看發現已經多了一個內核文件。

     到/boot/grub2/grub.cfg文件中查看發現已經多了一個新內核信息。

 

 10）重啟 reboot，使用新內核啟動。