Linux 自学笔记——内核管理初步及编译

Linux Kernel：
内核设计体系：单内核、微内核；
内核的组成部分：
1.Kernel：内核核心，一般为bzimage，通常位于/boot目录，名称为vmlinuz-VERSION-release；



2.Kernel object：内核对象，即内核模块，一般放置于/lib/modules/VERSION-release/，maninfo命令通过读取此文件的信息以显示相关信息；



内核模块与内核核心版本一定要严格匹配；
[]：N；
[M]：Module，编译进模块中；
[*]：Y，编译进内核核心；
内核特性：动态装载和卸载；
Note：有些功能要么编译进内核，要么不编译
3.ramdisk：辅助性文件，并非必须，这取决于内核是否能直接驱动rootfs所在的设备；
目标设备驱动，例如SCCI设备的驱动；
逻辑设备驱动，例如LVM设备的驱动；
文件系统，例如xfs文件的系统；
ramdisk：是一个简装版的根文件系统；
ldd命令：
ldd- print shared library dependencies 打印二进制应用程序所依赖的库文件；
ldd[OPTION]... FILE...
显示：1.所依赖库文件名称=>所依赖库文件路径（对应内存载入符号链接映射指向）
2．整个系统调用库的入口



内核信息获取：
uname命令：
uname- print system information
格式： uname [OPTION]...



-a：显示所有信息
-n：显示主机名；
-r：显示内核的release号；
-v：显示内核版本号；



文件：/boot/vmlinuz-VERSION-release
模块信息获取和管理：
lsmod命令：
lsmod- program to show the status of modules in the Linux Kernel 显示由内核已经装载的内核模块；



显示的内容来自于/proc/modules



modinfo命令：
modinfo- program to show information about a Linux Kernel module显示内核模块的详细信息
modinfo[-F field] [-k kernel] [modulename|filename...]
-F field：仅显示指定字段的信息；
-n：显示文件路径；
-a：author
-d：description
-l：license
-k：显示指定的内核版本模块



modprobe命令：
-Add and remove modules from the Linux Kernel
modprobe[ -C confile-file] [modulename] [moduleparame-ters…]
配置文件：/etc/modprobe.conf,/etc/modprobe.d/*.conf



格式：modprobe [-r] module_name
模块的动态装载：modprobe module_name
动态卸载：modprobe -r module_name



Note:对正在使用的模块不要轻易卸载；此命令自动解决依赖关系；
depmod命令：
depmod- program to generate modules.dep and map files.
内核模块依赖关系的生成工具；
depmod[-Anea]
-A：只分析比modules.dep记录还新的内核模块，才会更新
-n：不写入modules.dep只输出到屏幕；
-e：显示目前已经加载的不可执行的模块名称；
-a：分许所有模块；
模块装载卸载的另外一种方式：
insmod命令：
insmod - simple program to insert a moduleinto the Linux Kernel
insmod[ filename ] [ module options... ]
filename：模块文件的文件路径；（内核模块的绝对路径，一般以.ko文件结尾）
rmmod命令：
rmmod- simple program to remove a module from the Linux Kernel
rmmod [module_name]
ramdisk文件的制作：
（1）mkinitrd命令
为当前使用中的内核重新制作ramdisk文件
# mkinitrd [OPTION...][<initrd-image>] <kernel-version>
--with=<module>：除了默认的模块之外需要装载至initramfs中的模块；--preload=<module>：initramfs所提供的模块需要预先装载的模块； ~]#mkinitrd /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)



（2）dracut命令：
- low-level tool forgenerating an initramfs image
# dracut [OPTION...][<image> [<kernel version>]]
示例： ~]# dracut/boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname-r) 用法和mkinitrd一样；
内核信息输出的伪文件系统：
/proc：内核状态和统计信息的输出接口，同时，还提供一个配置接口，/proc/sys



参数：
只读：信息输出，例如/proc/#/*
只写：可接受用户指定一个“新值”来实现对内核某功能或特性的配置：/proc/sys/
/proc/sys：
net/ipv4/ip_forward 相当于 net.ipv4.ip_forward



1) sysctl命令：专用于查看或设定/proc/sys目录下参数的值；sysctl [options] [variable[=value]] 查看： #sysctl -a

#sysctl variable

修改其值： #sysctl -w variable=value2) 文件系统命令（cat，echo）查看： #cat/proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE设定： #echo“VALUE” > /proc/sys/PATH/TO/SOME_KERNEL_FILE3) 配置文件：/etc/sysctl.conf，/etc/sysctl.d/*.conf；立即生效的方式：sysctl -p [/PATH/TO/CONFIG_FILE]

内核参数：
net.ipv4.ip_forward：核心转发；
vm.drop_caches：
kernel.hostname：主机名；
net.ipv4.icmp_echo_ignore_all：忽略所有ping操作；
/sys目录；



sysfs：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可设置参数；对此些参数的修改，即可定制硬件设备工作特性；
udev；通过读取/sys目录下的硬件设备信息按需为各硬件设备创建设备文件；udev是用户空间程序；专用工具：devadmin，hotplug；
udev为设备创建文件时，会读取其事先定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d/目录下，以及/usr/lib/udev/rules.d目录下；

编译内核：
程序包的编译安装：./configure, make,make install前提：开发环境（开发工具，开发库），头文件：/usr/include开源：源代码—>可执行格式 发行版：以“通用”的目标；前提：1) 准备好开发环境；2) 获取目标主机上的硬件设备的相关信息；3) 获取到目标主机系统的功能的相关信息，例如要启用的文件系统；4) 获取内核源代码包：www.kernel.org准备开发环境： Centos6.6： 包组： Development Tools Server Platform Development Centos 7： 包组： Development Tools Server Platform Development 包： ncures-devel 获取目标主机上硬件设备的相关信息：
CPU：
~]#cat /proc/cpuinfo



~]#lscpu



~]#x86info –a x86info需要先手动安装才能使用



PCI设备：
~]#lspci
-v：详细显示信息
-vv



~]#lsusb
-v：详细显示usb信息
-vv



~]#lsblk



了解全部硬件设备信息：
~]#hal-device
内核编译过程：
1. 准备好开发环境，安装好“DevelopmentTools”“Server Platform Development”组件；2. 从kernel官网上下在内核；

3. 下载好内核之后将文件解压缩归档至/usr/src目录；

4. 创建链接文件；

5. 准备配置文件；

6. 配置内核选项；

1)给内核加一个名称，依次选中Generalsetup-->Local version – append to kernel release；

2)选择启动的内核模块，在打开这个配置的第一个界面依次选择File systems -->DOS/FAT/NT file systems-->NTFS file systemssupport,如图所示，利用空格键选中，[]表示不编译，[M]表示编译至模块中，[*]表示编译至内核中。本次测试选中NTFS模块；

3)退出保存，比较配置前后区别；

7. 安装编译； 1) 编译内核，可使用make –j #指定编译线程数量，因为远程编译可能终端断开就前功尽弃了，所以 使用screen命令就可以不用担心编译中断了；



2) 安装内核模块；



3) 安装内核；最后一步在虚拟机里出现报错，为can’tfind modules…可忽略
#make install；



8. 编辑grub配置文件，将default=1改为default=0，随后重启系统；


screen命令：打开screen：~]# screen拆除screen： Ctrl+a, d列出screen： ~]# screen -ls连接至screen： ~]# screen -r SCREEN_ID关闭screen: ～]# exit编译安装内核的详细说明：
1. 大概安装步骤： 1) 安装开发包组
2) 下载源码文件
3) .config：准备文本配置文件
4) makemenuconfig：配置内核选项
5) make[-j #]
6) makemodules_install：安装模块
7) makeinstall ：安装内核相关文件
安装bzImage为/boot/vmlinuz-VERSION-RELEASE（去boot目录下查看）
生成initramfs文件
8) 编辑grub的配置文件
2. 配置内核选项 支持“更新”模式进行配置：在已有的.config文件的基础之上进行修改配置；a) make config：基于命令行以遍历的方式去配置内核中可配置的每个选项；b) make menuconfig：基于cureses的文本配置窗口；c) make gconfig：基于GTK开发环境的窗口界面；包组“桌面平台开发”d) make xonfig；基于QT开发环境窗口界面； 支持“全新配置”模式进行配置：a) make defconfig：基于内核为目标平台提供的“默认”配置为模板进行配置；b) make allnoconfig：所有选项均为“no”3. 编译 a) 多线程编译：make [-j #]
b) 编译内核中的一部分代码：

i只编译某子目录中的相关代码：
# cd /usr/src/linux
# make path/to/dir/

ii只编译一个特定的模块：
# cd /usr/src/linux
# make path/to/dir/file.ko
例如：只为e1000编译驱动：
#make drivers/net/ethernet/intel/e1000/e1000.ko
c) 如何交叉编译：
目标平台与当前编译操作所在的平台不同；
# make ARCH=arch_name
要获取特定目标平台的使用帮助：
# make ARCH=arch_name help
4. 如何在执行过编译操作的内核源码树上做重新编译：事先清理操作： # make clean：清理编译生成的绝大多数文件，但会保留config，及编译外部模块所需要的文件； # make mrproper：清理编译生成的所有文件，包括配置生成的config文件及某些备份文件； # make distclean：相当于mrproper，额外清理各种patches以及编辑器备份文件；